В нашей Галактике обнаружены фотоны с самым высоким уровнем энергии

Команда исследователей из Китая и Японии неожиданно для всех сделала удивительное открытие. Им удалось выявить самый высокий из когда-либо зарегистрированных фотонов энергии. В своей статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, группа ученых рассказывает об изучении данных, полученных в Тибетской обсерватории.

Gibma Collaboration Tibet Air Shower — это обсерватория на Тибетском плато и люди, которые ею управляют. Он состоит из 600 детекторов частиц, построенных на участке земли площадью 65 000 квадратных метров. Ее целью является обнаружение субатомных частиц, исходящих из космоса. Детекторы обсерватории наблюдают осколки фотонов, сталкивающихся с частицами в атмосфере Земли и космическими лучами, которые в основном являются протонами и атомными ядрами. Члены команды с этим новым усилием были сосредоточены на фотонах, которые попадают на Землю из отдаленных мест. Чтобы измерить их, исследователи исключили обнаружение мюонов, оставляя только частицы, связанные с столкновениями фотонов. Исследователи смогли рассчитать энергию данного фотона, используя данные частиц, которые он ударил.

В итоге ученые сообщили, что они обнаружили 24 «ливня», инициированных фотонами, с энергией фотонов более 100 триллионов электрон-вольт, одна из которых зарегистрировала 450 ТэВ. Эти находки представляют собой первые измерения фотонов с высокой энергией свыше 100 ТэВ и самые высокие из когда-либо зарегистрированных.

Исследователи также использовали данные коллаборации, чтобы отслеживать пути фотонов, и обнаружили, что они возникли в Крабовидной туманности, остатках сверхновой, которая впервые была обнаружена в 1054 году нашей эры. Крабовидная туманность находится в рукаве Персея Млечного пути, примерно в 6500 световых лет от нас.

Теперь астрономы изучают фотоны высоких энергий, которые попадают на Землю, чтобы понять, почему у них так много энергии. Современная теория предполагает, что фотоны получают свою энергию от других частиц с высокой энергией посредством обратного комптоновского рассеяния, при котором фотоны поглощают энергию частиц с высокой энергией, когда они сталкиваются, например, во время сверхновых. Считается, что сами фотоны были созданы процессами, связанными с Большим взрывом.