Elétrons misteriosos de raios cósmicos sugerem uma fonte inesperada

Elétrons misteriosos de raios cósmicos sugerem uma fonte inesperada

Os elétrons de raios cósmicos mais energéticos já descobertos nos fornecem algumas pistas vitais sobre as origens dessas partículas misteriosas.

Desde 2015, mais de 7 milhões de partículas colidiram com o Calorimetric Electron Telescope (CALET) preso à poderosa e larga parte traseira da Estação Espacial Internacional.

Esta grande coleção deu aos cientistas um poderoso conjunto de dados que, dizem, aponta para pelo menos uma fonte próxima de eletrões de raios cósmicos – e talvez mais.

“A parte mais emocionante é ver as coisas nos níveis de energia mais elevados.” diz o astrofísico Nicholas Canaday da Universidade de Maryland, no condado de Baltimore, e membro da Colaboração CALET liderada pelo astrofísico Shoji Torii, da Universidade Waseda, no Japão.

“Temos alguns elementos candidatos maiores que 10 TeV e, se estes se revelarem eventos eletrónicos reais, isso é evidência conclusiva de uma fonte próxima.”

Aprendemos sobre vitalidade Raios cósmicos Onde estavam os sinais de sua presença Foi observado pela primeira vez há mais de um séculoAo longo desse tempo, sua origem permaneceu em grande parte um mistério.

São partículas minúsculas – principalmente núcleos atômicos, mas também partículas quase nucleares, como prótons e elétrons – fluindo pelo universo quase à velocidade da luz, com mais força do que essas coisas minúsculas deveriam ter.

CALET está instalado na Estação Espacial Internacional. (Imagem cortesia da NASA)

Como a maioria das coisas ativas no universo, os cientistas acreditam que ela vem de fontes de energia. A explicação mais provável até agora é Remanescentes de supernovaque acelera partículas e as envia para o espaço, mas também existem outras fontes possíveis.

Uma delas é a aniquilação teórica da matéria escura, por isso os físicos estão interessados ​​em estudá-la e compreender a sua origem. Mas identificá-los é um pouco difícil. Aqui na terraOs raios cósmicos colidem com átomos e moléculas na atmosfera e produzem chuvas de moléculas; É a chuva que detectamos, não os próprios raios cósmicos.

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Alguns detectores de elétrons de alta energia também sofrem interferência de prótons rápidos que alteram os resultados. Mas o experimento espacial CALET permite a detecção direta de raios cósmicos, mesmo em altas energias.

Trabalhos anteriores permitiram a detecção de raios cósmicos Até 4,8TeV. Este trabalho descobriu que à medida que os níveis de energia aumentavam, o número de raios cósmicos diminuía.

Usando o enorme conjunto de dados CALET com novos processos para filtrar erros causados ​​pela interferência de prótons, a equipe foi capaz de detectar raios cósmicos de elétrons de até 7,5 TeV, aumentando drasticamente o alcance dos dados.

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Curiosamente, descobriram que não houve redução na incidência de raios cósmicos em energias mais elevadas. Na verdade, o oposto parece verdadeiro: nas energias mais altas, os raios cósmicos parecem estar aumentando.

Ainda não sabemos de onde vieram, mas como os raios cósmicos Ele perde energia enquanto viaja pelo espaçoAltas energias indicam que devem vir de algum lugar relativamente próximo de nós.

Na verdade, existe um remanescente de supernova próximo, cuja localização e proximidade correspondem à detecção de alguns dos raios cósmicos de maior energia detectados no conjunto de dados. A equipe espera que o monitoramento contínuo esclareça ainda mais a origem.

“Estas observações do CALET abrem a possibilidade tentadora de que o material de um remanescente de supernova próximo possa ser medido na Terra.” Diz o físico T. Gregório Guzik da Louisiana State University e presidente do Capítulo dos EUA da Colaboração CALET.

“A medição contínua do CALET durante a vida da ISS ajudará a lançar nova luz sobre a origem e o transporte da matéria relativística na nossa galáxia.”

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A pesquisa foi publicada em Cartas de revisão física.

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