کد خبر: 125230
ف
منشأ پرتوهای کیهانی پرانرژی کشف شد
گروهی از پژوهشگران حوزه اخترفیزیک به بررسی داده‌های جمع‌آوری‌شده با چندین تلسکوپ پرداخته‌اند تا منشأ پرتوهای کیهانی پرانرژی را مشخص کنند.

به گزارش ثریا پژوهشگران به جمع‌آوری داده‌های چندین تلسکوپ پرداخته‌اند تا نشان دهند که مرگ ناشی از انفجار ستاره‌ای می‌تواند برخی از سریع‌ترین ذرات جهان را ایجاد کند.

"برخورددهنده هادرونی بزرگ"(LHC) در "سازمان اروپایی پژوهش‌های هسته‌ای" یا "سرن"(CERN)، یکی از جاه‌طلبانه‌ترین اقدامات در حوزه فیزیک ذرات به شمار می‌رود. دانشمندان با هزینه‌ای حدود پنج میلیارد دلار توانستند حلقه‌ای از آهن‌رباهای ابررسانا را بسازند که آنقدر سرد شد تا به دمایی سردتر از فضا برسد. آنها می‌توانند از این فناوری برای شتاب دادن ذرات زیراتمی استفاده کنند تا به سرعتی نزدیک به سرعت نور برسند.

در هر حال، طبیعت این کار را بهتر انجام می‌دهد. بیش از یک قرن است که فیزیکدانان از وجود پرتوهای کیهانی که ذرات بارداری از فضای بیرونی هستند و روی زمین فرود می‌آیند، شگفت‌زده شده‌اند. پرتوهای کیهانی می‌توانند با سرعتی بیش از یک "پتا الکترون ولت"(PeV) انرژی به سیاره ما برسند. اگرچه هیچ کمبودی برای مطالعه پرتوهای کیهانی وجود ندارد اما دانشمندان عمدتا درک نکرده‌اند که دقیقا چه چیزی می‌تواند ذرات را به داشتن چنین سرعت‌های فوق‌العاده‌ای سوق دهد.

گروهی متشکل از پنج دانشمند در پروژه جدیدی تلاش کرده‌اند که این معما را تا حدودی حل کنند. آنها از طریق ترکیب داده‌های "تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی"(FGST) ناسا با مشاهدات به دست آمده از ۹ آزمایش دیگر، یک باقیمانده ابرنواختر را به عنوان منبع پروتون‌های PeV شناسایی کرده‌اند. کشف این کارخانه‌های پرتو کیهانی که دانشمندان آنها را "پِواترون"(PeVatron) می‌نامند، در نهایت به آنها کمک می‌کند تا شرایط محیطی که این ذرات را به حرکت در می‌آورند و نقشی را که در تکامل کیهان دارند، مشخص کنند.

"کی فانگ"(Ke Fang)، اخترفیزیکدان "دانشگاه ویسکانسین-مدیسن"(UW–Madison) و سرپرست این پژوهش گفت: شناسایی این پِواترون‌ها، نخستین گام به سوی درک جهان پر انرژی‌تر خواهد بود. تاکنون، تنها دو پِواترون بالقوه در کهکشان راه شیری ردیابی شده‌اند؛ یک سیاه‌چاله بزرگ در مرکز کهکشان ما و یک منطقه ستاره‌ساز که در حومه آن قرار دارد. در نظریه‌ها، بقایای ابرنواختر که گاز و غبار به جا مانده از مرگ‌ انفجاری ستارگان هستند نیز باید بتوانند پروتون‌های PeV را تولید کنند اما تاکنون، هیچ شواهدی برای تایید این موضوع وجود نداشته است.

"متیو کر"(Matthew Kerr)، فیزیکدان آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی آمریکا"(NRL) و از پژوهشگران این پروژه گفت: وقتی ستاره‌های بزرگ منفجر می‌شوند، امواج ضربه‌ای را تولید می‌کنند که در محیط میان‌ستاره‌ای منتشر می‌شوند. پروتون‌ها در میدان مغناطیسی بقایای ابرنواختر به دام می‌افتند، در مجاورت امواج ضربه‌ای چرخ می‌زنند و با هر دور تقویت می‌شوند. این روند تقریبا مانند موج‌سواری است و تا زمانی که انرژی کافی را برای فرار به دست آورند، ادامه می‌یابد. در هر حال، ما در واقع نمی‌توانیم به آنجا برویم و یک آشکارساز ذره را در بقایای ابرنواختر قرار دهیم تا بفهمیم که آیا این نظریه درست است یا خیر.

اگرچه مقدار زیادی از پروتون‌های PeV به زمین می‌افتند اما دانشمندان نمی‌توانند بگویند که این ذرات از کدام جهت می‌آیند زیرا پرتوهای کیهانی در جهان به صورت زیگزاگ حرکت می‌کنند. آنها مانند توپ‌های پینگ‌پنگ پرتاب می‌شوند و در میدان‌های مغناطیسی می‌چرخند. این موضوع، ردیابی آنها را برای رسیدن به منشا غیرممکن می‌سازد. با بررسی بقایای ابرنواختر، دانشمندان متوجه درخشش پرتوهای گاما شدند که بر خلاف ذرات باردار، در خطوط مستقیمی از محل تولد خود به طرف زمین حرکت می‌کنند. این یک سرنخ بود که نشان می‌داد اگر پروتون‌های PeV وجود داشته باشند، ممکن است با گاز بین ستاره‌ای در تعامل قرار بگیرند و ذرات ناپایداری به نام "پیون"(pions) را تولید کنند که به سرعت به پرتوهای گاما تجزیه می‌شوند.

پرتوهای گاما که از این بقایای ابرنواختر منتشر می‌شوند، از سال ۲۰۰۷ توسط تلسکوپ‌ها دیده شده‌اند اما نور فوق‌العاده پرانرژی تا سال ۲۰۲۰ شناسایی نشد. رصدخانه "HAWC" در مکزیک، در سال ۲۰۲۰ آن را شناسایی کرد و علاقه دانشمندانی را که در جستجوی پِواترون‌های کهکشانی بودند، برانگیخت. هنگامی که پرتوهای گاما به جو ما می‌رسند، می‌توانند بارانی از ذرات باردار تولید کنند که با تلسکوپ‌های روی زمین قابل اندازه‌گیری هستند. دانشمندان با استفاده از داده‌های HAWC توانستند مشخص کنند که پرتوهای گاما از بقایای ابرنواختر می‌آیند اما آنها نتوانستند بگویند که آیا نور توسط پروتون‌ها تولید شده است یا الکترون‌های سریع که می‌توانند پرتوهای گاما، پرتوهای ایکس و امواج رادیویی با انرژی پایین‌تر را ساطع کنند.

این گروه پژوهشی، داده‌هایی را در طیف گسترده‌ای از انرژی‌ها و طول موج‌ها بررسی کردند که در دهه گذشته با استفاده از ۱۰ رصدخانه مختلف جمع‌آوری شده بودند. سپس، آنها به شبیه‌سازی رایانه‌ای روی آوردند. پژوهشگران با تغییر دادن مقادیر مختلفی مانند قدرت میدان مغناطیسی یا چگالی ابر گازی سعی کردند شرایط لازم برای محاسبه طول موج‌های مختلف نور را بازتولید کنند. صرف نظر از آنچه آنها تنظیم کردند، الکترون‌ها نمی‌توانستند تنها منبع باشند. شبیه‌سازی‌های آنها تنها در صورتی با بالاترین داده‌های انرژی مطابقت دارد که پروتون‌های PeV به‌ عنوان منبع اضافی نور در نظر گرفته شود.

"هنریک فلیشک"(Henrike Fleischhack)، اخترشناس "دانشگاه کاتولیک آمریکا"(CUA) که نخستین بار دو سال پیش این تجزیه و تحلیل را فقط با مجموعه داده‌های رصدخانه HAWC انجام داده بود، گفت: ما توانستیم این موضوع را رد کنیم که تابش عمدتا توسط الکترون‌ها تولید می‌شود زیرا طیفی که ما به دست آوردیم، با مشاهدات مطابقت نداشت.

به گفته فلیشک، انجام دادن یک تحلیل روی چند طول موج، بسیار مهم بود زیرا برای مثال، به پژوهشگران نشان داد که افزایش تعداد الکترون‌ها در یک طول موج منجر به عدم تطابق بین داده‌ها و شبیه‌سازی در طول موج دیگر می‌شود. این بدان معناست که تنها راه برای توضیح دادن طیف کامل نور، حضور پروتون‌های PeV بود.

"دیوید سالتزبرگ"(David Saltzberg)، اخترفیزیکدان "دانشگاه کالیفرنیا، لس‌آنجلس"(UCLA) که از اعضای این گروه پژوهشی نبوده است، گفت: این نتیجه مستلزم توجه بسیار دقیق به بودجه انرژی بود. این پژوهش نشان می‌دهد که برای پاسخ دادن به پرسش‌های بزرگ، به آزمایش‌ها و رصدخانه‌های بسیاری نیاز داریم.

فانگ امیدوار است که در آینده، پِواترون‌های بیشتری پیدا شوند که به آنها کمک کنند تا بفهمند آیا این یک کشف منحصربه‌فرد است و اینکه آیا همه اجساد ستاره‌ای، توانایی شتاب دادن به ذرات تا چنین سرعتی را دارند یا خیر. وی افزود: این می‌تواند فقط نوک کوه یخ باشد. فناوری‌های رو به رشدی مانند "آرایه تلسکوپ چرنکوف"(CTA) حتی ممکن است بتوانند پِواترون‌ها را فراتر از کهکشان خودمان پیدا کنند.

سالتزبرگ نیز باور دارد که آزمایش‌های نسل بعدی ممکن است بتوانند "نوترینوها"(Neutrinos) را که از بقایای ابرنواختر می‌آیند، ببینند. نوترینوها، ذراتی ریز و خنثی هستند که می‌توانند هنگام فروپاشی پیون‌ها نیز ایجاد شوند. تشخیص آنها با "رصدخانه ردیاب نوترینو آیس کیوب"(IceCube Neutrino Observatory) صورت می‌گیرد که ردپای آنها را در قطب جنوب شکار می‌کند. فانگ گفت: اگر تلسکوپ‌هایی مانند آیس کیوب بتوانند نوترینوها را مستقیما ببینند، فوق‌العاده خواهد بود زیرا نوترینوها کاوشگرهایی از تعامل پروتون هستند و نمی‌توانند توسط الکترون‌ها ساخته شوند.

یافتن پِواترون‌های جهان نهایتا به درک این موضوع می‌انجامد که آثار مرگ ستاره‌ای چگونه راه را برای تولد ستارگان جدید هموار می‌سازد و چگونه ذراتی با بالاترین انرژی، سوخت این چرخه کیهانی را تامین می‌کنند. پرتوهای کیهانی بر فشار و دما تأثیر می‌گذارند، بادهای کهکشانی را به حرکت در می‌آورند و مولکول‌ها را در مناطق بارور ستاره‌ای مانند بقایای ابرنواخترها یونیزه می‌کنند. برخی از آن ستارگان ممکن است سیاره‌های خود را تشکیل دهند یا یک روز منفجر شوند و این روند دوباره از نو آغاز شود.

کر گفت: بررسی پرتوهای کیهانی تقریبا به اندازه بررسی سیارات فراخورشیدی یا هر جرم دیگری برای درک منشا حیات مهم است. همه این موارد، یک سیستم پر انرژی و بسیار پیچیده هستند. ما اکنون به درک این سیستم رسیده‌ایم.

این پژوهش، در مجله "Physical Review Letters" به چاپ رسید.

منبع: خبرگزاری ایسنا


مرتبط ها
ارسال نظر
chapta
حداکثر تعداد کاراکتر نظر 200 ميياشد .
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.

مخزن تحت فشار چگونه طراحی، ساخته و آزمایش می‌شود؟

حسگر مچی عرق بدن را می سنجد

پهپاد هواشناسی چندبارمصرف برای پرواز در ارتفاع ۱۰ کیلومتری

وزیر آموزش و پرورش: هیچ کودکی نباید قربانی فقر و محرومیت شود

شبکه دانش‌آموختگان سمپاد راه‌اندازی شد

عدالت آموزشی یعنی هیچ استعدادی از فرصت رشد محروم نماند

مدارس جدید بدون مناسب‌سازی افتتاح نمی‌شوند

تهران ملی‌ترین شهر ایران است

از تسخیر اذهان تا بحران حقیقت؛ بازخوانی دو اثر تازه در عصر رسانه

چرا سیدحسن حاضر بود همه فرماندهانش شهید شوند اما ایران آسیب نبیند؟

راغب از تازه‌ترین آلبوم خود رونمایی کرد؛ دنبال جذب و دفع فالوور نیستم!

ارتقای ۹ پله‌ای دانشگاه صنعتی امیرکبیر در ارزیابی شبکه آزمایشگاهی کشور

ردپای یک متخصص امنیت سایبری کانادا در سرقت از اف بی آی

تلسکوپ جیمز وب منشأ یک انفجار سریع رادیویی دوردست را شناسایی کرد

خرابکاری جدید کلاود؛ نفوذ به وب سایت های دولتی آمریکا

ایلان ماسک یک مدیر فناوری هندی را مسخره می کند!

حمایت ۱۲۰میلیون تومانی دانشگاه امام صادق (ع) از رتبه‌های زیر ۵۰۰ کنکور

بررسی راهکارهای پذیرش دانشجویان بین‌الملل در دانشگاه الزهرا(س)

جذب رتبه‌های برتر در رشته های اولویت دار کشور در کنکور ۱۴۰۵

مهلت انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ تمدید نمی‌شود

اصلاحات شرایط استخدام اعضای هیئت علمی؛ تغییر محاسبه فوق‌العاده حقوق

نتایج نهایی پذیرش در پنجاه و سومین دوره آزمون دستیاری پزشکی اعلام شد

صدور حکم بدوی برای ۳۰ پرونده انضباطی دانشجویان؛ حکم اخراجی نداشتیم

وام دستیاری برای متاهلین و مجردین ۴۰ و ۳۰ میلیون تعیین شد

جدیدترین آمار انتخاب رشته در کنکور ۱۴۰۵؛ فردا آخرین فرصت انتخاب رشته

افزایش چشمگیر کاربران وفادار به سکوهای ایرانی؛ خدمات سکوها پایدار شد

ترکیه دسترسی کودکان زیر ۱۵ سال به شبکه‌های اجتماعی را ممنوع کرد

آغاز آنلاین مشاوره و آموزش سلامت روان؛ خدمات سلامت روان با زبان نسل زد

شیوه جدید پذیرش دانشجو در دوره های «هم‌آموز» کلید خورد

تأکید بر توسعه بازرسی‌های پیشگیرانه و داده‌محور در وزارت ارتباطات

مجلات نمایه‌شده SCIE و ESCI در ارزشیابی مقالات دارای اعتبار ISI هستند

اختصاص بورس نخبگان دانشگاه تهران به رتبه های زیر ۱۰۰ در کنکور

تعلیق برنامه گرین‌کارت مایکروسافت

ساعت ۱۲ امشب آخرین مهلت انتخاب رشته در کنکور سراسری سال ۱۴۰۵

مهلت ثبت‌نام آزمون وکالت مرکز وکلای قوه قضائیه مجدد تمدید شد

تمدید مهلت انتخاب رشته آزمون های سراسری و پذیرش دانشجو معلم تا ۱۹ مهر

مخاطرات ورود هوش مصنوعی به کلاس‌های درس

اوپن ای آی میزان استفاده روزانه نوجوانان از چت بات را اعلام کرد

بخشنامه و ضوابط جامع فعالیت مؤسسات جذب دانشجویان بین‌الملل ابلاغ شد

رشته‌محل‌های جدید و اصلاحات دفترچه‌ انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد

شرایط خوابگاهی دانشگاه‌های کشور برای داوطلبان کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد

تحلیل وزیر آموزش و پرورش از نقش فراجا در تأمین امنیت کشور

مجتبی جباری به «هم‌کلام» می‌آید

اختتامیه رویداد ملی «همچو سرو» برگزار شد

«پپا»، همراه کوچک کودکان در یک روز پرماجرا

روایت ۸۰ روز زندگی یک خبرنگار در دل جنگ غزه، منتشر شد

وقتی صدای جمع، صدای عقل را خاموش می‌کند

برگزاری نشست تخصصی «مبانی الهیاتی و اجتماعی جان‌فدا» در تهران

کاظمی:تعطیلی احتمالی مدارس بر اساس شرایط هر منطقه تعیین می‌شود

مشاوران مبعوث؛ پیشگامان هدایت آگاهانه و انتخاب رشته کنکور

آرشیو الکترونیکی ۲۱ هزار عنوان کتاب درسی از سال ۱۳۳۰

آموزش قرآن در برنامه‌درسی ملی باید مورد توجه قرار گیرد

چهار فضانورد اسپیس ایکس به زمین باز می‌گردند

برندگان نوبل شیمی معرفی شدند

آیا الگوریتمها شخصیت مارا می‌سازند؟

تحلیلی بر مناسبات فقه و تاریخ دوره نبوی

گفتن حقیقت درباره صاحبان قدرت، چه از سوی حوزه و چه قضا، هزینه دارد

بخل از کجا می‌آید؟؛ گنجی که صاحبش را نگهبان ترس می‌کند

«حیوانات» بن افلک بدترین نقدها را گرفت؛ فاجعه بود!

چین و عربستان هم آمدند؛ ۹۸ کشور در رقابت بهترین فیلم بین‌المللی اسکار

غزل شاکری و سیامک صفری به تالار وحدت می‌آیند؛ اجرای اقتباسی از «ویتسک»

داریوش عیاری فیلمبردار سینما درگذشت

حمایت بانک‌ها از ۴ دانشگاه آسیب دیده از جنگ کلید خورد

ساخت چندین ماهواره سنجشی ایران با دقت تصویربرداری یک متر

نوبل فیزیک به «پیام‌های شبح‌وار از فضا» رسید

آرای نهایی ۱۴ پرونده انضباطی دانشجویان مرتبط با حوادث دی‌ماه صادر شد

تصویب صندوق عدالت آموزشی برای حمایت از دانش‌آموزان مناطق محروم

دانشجویان دانشگاه هنر نقوش ایرانی را در طراحی پوشاک به‌کار گرفتند

آغاز اجرای طرح «ردا کارت» دانشجویی در ۲۰ دانشگاه کشور طی ۱۰ روز آینده

مدیر ناسا: یوفوها می‌توانند یک «لحظه اسپوتنیک» باشند

«کامپیوتر شریف» انتخاب اول برترین رتبه های ریاضی کنکور ۱۴۰۵

واتس‌اپ ورود کاربران با سیستم‌عامل قدیمی را مسدود می‌کند

کشف سیاره ای که از خاکستر ستاره اش متولد شد

اوپن ای آی ویکی مدیا را هم هک کرد

رتبه ۶ کنکور: جنگ را مدیریت کردم، نه اینکه تسلیمش شوم

وزیر آموزش و پرورش: معیشت معلمان را جدی پیگیری می‌کنیم

ارتقای کیفیت آموزشی اولویت مدارس غیردولتی است

توزیع ۷۶۵ میلیارد تومان تجهیزات ورزشی در ۶۲ هزار مدرسه

قهرمانی دانش‌آموزان ایرانی در مالزی؛ سه سکوی نخست برای ایران

سرپرست صندوق ذخیره فرهنگیان منصوب شد

ثبت نام در رشته‌های بدون آزمون‌ کنکور ۱۴۰۵ آغاز شد

رشته‌محل‌های جدید و اصلاحات دفترچه‌ انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد

حضور ۸۹ دانشگاه ایرانی در رتبه بندی دانشگاه‌های جهان تایمز ۲۰۲۷

دیار: نخستین همکاری شهرام ناظری و تهمورس پورناظری

آرای نهایی ۱۴ پرونده انضباطی دانشجویان مرتبط با حوادث دی‌ماه صادر شد

آغاز اجرای طرح «ردا کارت» دانشجویی در ۲۰ دانشگاه کشور طی ۱۰ روز آینده

آغاز انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵؛ لزوم دریافت رسید انتخاب رشته

توزیع ۷۶۵ میلیارد تومان تجهیزات ورزشی در ۶۲ هزار مدرسه

اسپانیا و پرتغال مقصد جدید اعضای هیئت علمی برای فرصت‌ مطالعاتی

پیشنهاد برای ساخت فصل دوم سریال «اکسیر»؛ بازخورد خوبی گرفتیم

نوبل فیزیک به «پیام‌های شبح‌وار از فضا» رسید

مهلت ثبت‌نام آزمون وکالت مرکز وکلای قوه قضائیه مجدد تمدید شد

توافق مجلس و شورای عالی انقلاب فرهنگی برای بررسی سهمیه‌های کنکور

دانشجویان دانشگاه هنر نقوش ایرانی را در طراحی پوشاک به‌کار گرفتند

کمک اربعین به بازتولید حافظه تاریخی مقاومت و سرمایه اجتماعی فراملیتی

بخشنامه و ضوابط جامع فعالیت مؤسسات جذب دانشجویان بین‌الملل ابلاغ شد

قهرمانی دانش‌آموزان ایرانی در مالزی؛ سه سکوی نخست برای ایران

ساخت چندین ماهواره سنجشی ایران با دقت تصویربرداری یک متر

حمایت بانک‌ها از ۴ دانشگاه آسیب دیده از جنگ کلید خورد

«کامپیوتر شریف» انتخاب اول برترین رتبه های ریاضی کنکور ۱۴۰۵

جستارهایی در فلسفه علوم حکمی کتاب شد

علت لغو کنسرت علیرضا قربانی در شاندیز چه بود؟

دیوارنگاره میدان جهاد به رنگ پایتخت درآمد

سید حسن نصرالله رهبران جنبش‌های آزادی‌بخش را تحت‌تأثیر قرار داد

برندگان نوبل پزشکی ۲۰۲۶ معرفی شدند؛ کنترل سلول‌های عصبی با نور

تصویب صندوق عدالت آموزشی برای حمایت از دانش‌آموزان مناطق محروم

هوش مصنوعی کسب وکار یابندگان باگ های نرم افزاری را کساد کرد

دوازدهمین شماره «خردورزی» با پرونده‌ای درباره نسل نو منتشر شد

وزیر آموزش و پرورش: معیشت معلمان را جدی پیگیری می‌کنیم

مطالبات دانشجویان دانشگاه الزهرا(س) در نشست با مسئولان بررسی شد