Hlavní obsah

Český fyzik pomáhá rozluštit původ nejenergetičtějších částic ve vesmíru

2:50
2:50

Poslechněte si tento článek

Výzkum kosmického záření má českou stopu. Mezinárodní tým vedený astročásticovým fyzikem Jakubem Víchou z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR analyzoval unikátní data z Observatoře Pierra Augera v Argentině, největší observatoře kosmického záření na světě. Jejich teorie může přinést odpověď na jednu z největších záhad astrofyziky: z čeho se vesmírné částice skládají a kde vznikají.

Foto: Pierre Auger Observatory

Ilustrace spršky vysokoenergetického kosmického záření zaznamenané na Observatoři Pierra Augera (pomocí 22 stanic povrchového detektoru a čtyř stanic fluorescenčního detektoru)

Článek

Kosmické záření je proud vysokoenergetických částic, které se pohybují obrovskou rychlostí a dopadají na zemskou atmosféru z vesmíru. Většina částic pochází ze Slunce nebo jiných objektů naší Galaxie a má nízkou až střední energii.

Mnohem vzácnější jsou však nejenergetičtější částice, které disponují energií až milionkrát vyšší než např. částice v urychlovači LHC v Evropské organizaci pro jaderný výzkum (CERN) ve švýcarské Ženevě.

V atmosféře vesmírné částice interagují s molekulami vzduchu a vytvářejí spršky sekundárních částic, z nichž některé dopadají až na zemský povrch. Složení částic lze zjistit pouze nepřímo, právě prostřednictvím měření spršek kosmického záření.

Podle Jakuba Víchy ale tyto spršky pronikají do atmosféry hlouběji, než předpokládají současné modely. Tyto modely tak nejsou dostatečně přesné. Pokud se ale předpovědi modelů upraví tak, aby spršky pronikaly hlouběji, naměřená data odpovídají vyšší metalicitě, tedy většímu podílu jader těžších prvků než vodík a helium.

Těžké kovy jako klíč k původu kosmických částic?

Mezinárodní tým tak ve studii, která byla zveřejněna v odborném časopise The Astrophysical Journal Letters, zjistil, že vysokoenergetické vesmírné částice nemusí být tvořeny jen lehkými prvky, jako je vodík a helium.

Naopak z analýzy spršek kosmického záření vyplývá, že částice by mohly mít – jak říkají výzkumníci – „heavymetalová“ jádra, a mohlo by se v nich tedy nacházet vyšší množství těžších prvků. (Heavy metal samozřejmě neznamená jen hudební žánr, ale je to i anglický termín pro těžký kov – pozn. red.)

„Dříve se to bralo spíš jako okrajová teorie, ale právě tato možnost nabízí konzistentní vysvětlení dat, která máme nyní k dispozici: kosmické záření o nejvyšších energiích by mohla tvořit pouze jádra těžkých prvků, jako například železa,“ uvedl vědec pro AV ČR.

Zkoumání složení vysokoenergetických částic může napovědět více o extrémních vesmírných jevech a o způsobech, jakými dochází k urychlování částic ve vesmíru.

Těžší prvky totiž vznikají při jaderných procesech ke konci života hvězd. Pokud tedy zjistíme, že vysokoenergetické částice mají ve skutečnosti více „heavymetalových“ jader, znamená to, že pravděpodobně pocházejí z extrémních vesmírných procesů.

Tato teorie tak otevírá nové cesty k pochopení extrémních jevů ve vesmíru a mechanismů, které urychlují částice na tak neuvěřitelně vysoké energie.

Související články

Výběr článků

Načítám