С начала 1960-х годов было известно, что космические частицы высоких энергий существуют и проникают в атмосферу Земли. С тех пор ученые пытаются раскрыть происхождение этих частиц и процесс, ответственный за их высокую энергию. Последняя находка обсерватории Пьера Оже впервые доказывает внегалактическое происхождение этих частиц. Исследователи из Коллаборации Пьера Оже сообщают о своем наблюдении в последнем выпуске журнала Science под названием «Наблюдение крупномасштабной анизотропии в направлениях прихода космических лучей выше 8-10 ^ 18 эВ».
Они обнаружили, что космические лучи предпочтительно входят в атмосферу Земли с направления, которое отличается от центра Млечного Пути на 120 градусов. Следовательно, они не из нашей галактики. Пока невозможно [Textfeld: Впечатления от расположения обсерватории Пьера Оже в аргентинской пампе. (Фото: Обсерватория Пьера Оже / KIT)] идентифицируют их источник, поскольку частицы на своем пути к Земле сильно отклоняются галактическими и внегалактическими магнитными полями.
Однако, основываясь на предпочтительном направлении прибытия, можно предположить, что их происхождение находится в космологической окрестности Млечного Пути, где плотность галактик высока.«В физике астрономических частиц нам в основном приходится полагаться на предположения и указания. Впервые важно, что существует предпочтительное направление, из которого приходят лучи.
Это очень важный шаг в наших исследованиях», — говорит д-р Маркус. Рот, заместитель руководителя группы Пьера Оже Института ядерной физики КИТ. «Космические лучи — это посланники, через которые мы узнаем кое-что о происхождении Вселенной.
Они позволяют нам заглянуть в историю космоса», — добавляет физик.Космические лучи высоких энергий очень редко попадают на Землю.
Каждый год только одна частица попадает на площадь в 1 км², что соответствует ни одному удару за столетие на среднем футбольном поле. На Земле космические лучи могут быть обнаружены только косвенно: сами космические лучи не достигают поверхности земли, а сталкиваются с атомными ядрами в верхних слоях атмосферы Земли, в результате чего каскады новых частиц — атмосферные ливни более 10 миллиардов. частицы — образуются, которые ударяются о поверхность Земли. Эти вторичные частицы измеряются детекторами обсерватории Пьера Оже на площади 3000 км? в аргентинской пампе недалеко от Маларг.
Здесь 1660 резервуаров с водой, содержащих 12 м3 особо чистой воды каждый, и 27 телескопов регистрируют непрямые световые сигналы этих вторичных частиц. Измеренные световые импульсы позволяют сделать выводы относительно энергии и направления прибытия исходной частицы.
Обсерватория Пьера Оже в провинции Мендоса в Аргентине — крупнейший в мире проект по изучению космических лучей высоких энергий. Сотрудничают более 400 ученых из 18 стран. Из Германии участвуют KIT, RWTH Aachen University, а также университеты Гамбурга, Зигена и Вупперталя, при этом KIT руководит проектом обсерватории Пьера Оже.
KIT также отвечал за установку флуоресцентных телескопов. Федеральное министерство образования и исследований выделило около 8,3 миллиона евро на период финансирования с 2011 по 2017 годы. «В течение четырех лет мы планировали расширить обсерваторию до AugerPrime», — говорит Рот.
Ожидается, что дополнительный детектор, который будет построен в рамках международного сотрудничества в KIT, обеспечит еще более точные измерения с точки зрения качества и количества. С 2018 года планируется сосредоточить исследования на частицах, энергия которых в 10-100 раз выше. Они входят в атмосферу Земли с энергией, подобной энергии сильного удара теннисного мяча. Поскольку эти частицы легче и богаче энергией, они меньше отклоняются на пути к Земле.
Следовательно, ученые ожидают более точной информации об области источника космических лучей высоких энергий. «В будущем мы получим гораздо более глубокое понимание процессов, происходящих во Вселенной», — говорит Рот.