Honnan jönnek a kozmikus sugarak?

1697

Földünket folyamatosan éri a világűrből érkező kozmikus sugárzás, melyben igen nagy energiákra felgyorsított töltött részecskék, például elektronok és protonok száguldanak közel fénysebességgel. Szerencsére bolygónk légköre megvéd a kozmikus részecske-bombázás közvetlen hatásaitól. A légkörbe csapódva a részecskék energiájuk nagy részét elveszítik az atmoszféra molekuláival való kölcsönhatások során, mely események alkalmával nagy mennyiségű, a felszín felé záporozó másodlagos részecske születik. A felszínt elérő másodlagos részecskék a vízmolekulák atomjaival könnyebben kölcsönhatnak, így a sugárzást a felszínen speciális, vízzel töltött detektorokkal felszerelt obszervatóriumban vizsgálják. Ilyen műszercsoport a Milagro Obszervatórium, amely a Los Alamos (Új-Mexikó) közelében levő Jemez-hegységben egy 60×80 méteres, 8 méter mély víztartály alá épült detektorral működik.

 

Az új-mexikói Milagro Obszervatórium

A kozmikus sugárzással kapcsolatban számos kérdés vár még tisztázásra. Forrásuk éppúgy lehet saját Galaxisunkon belüli, mint azon kívüli régió. A részecskék felgyorsításáért szupernóvák, kvazárok lehetnek felelősek, de a titokzatos sötét anyaggal történő, egyelőre ismeretlen kölcsönhatás is szerepet játszhat.

Egészen a legutóbbi időkig az általános nézet az volt, hogy a kozmikus sugárzás nagyjából minden irányból egyenletesen éri a Földet. A Milagro Obszervatóriumban és hasonló műszeregyüttesekkel azonban az elmúlt 7 év során a teljes északi égbolton több mint 200 milliárd (!), kozmikus sugárzás becsapódása nyomán keletkezett légköri jelenséget sikerült megfigyelni. A hatalmas adatmennyiség elemzése révén úgy tűnik, jelentős, iránytól függő intenzitás-különbségek figyelhetők meg a kozmikus sugárzásban. A Milagro Obszervatórium bejelentése előtt nem sokkal számoltak be az ATIC nevű műszeregyüttessel dolgozó kutatók olyan tartomány felfedezéséről, amelyből jelentősebb mennyiségű kozmikus sugárzás érkezik. Az újonnan azonosított két "forró folt" a Milagro Obszervatórium adatai szerint az Orion csillagkép jobbjánál, a Taurus (Bika) csillagkép közelében, illetve a Gemini (Ikrek) csillagkép szomszédságában található. Egyelőre nem tisztázott, hogy a Milagro Obszervatórium és az ATIC műszerrel dolgozók felfedezése azonos kozmikus jelenséggel áll-e kapcsolatban, mindazonáltal mindkét esetben egy, a Földhöz viszonylag közel található, részecskéket jelentősen felgyorsító tartományt sikerült azonosítani. A kutatást tovább nehezíti, hogy a töltött részecskék útjuk során kölcsönhatnak a Tejútrendszer saját, nagy kiterjedésű mágneses terével is, így a beérkezés iránya nem okvetlenül felel meg a sugárzás forrásának irányával.

 

Fantáziarajz a Földre érkező kozmikus sugarakról. A légkörbe csapódó töltött részecskék a felszín irányába tartó részecskezáporokat váltanak ki (Forrás: Simon Swardy [University of Chicago/ NASA])

A kozmikus sugárzás további kutatásában a jelenleg működők mellett a HAWC nevű (High Altitude Water Cherenkov, Nagy Magasságú Vizi Cserenkov), Új-Mexikó magasabban fekvő területein felépítendő műszer is fontos szerepet játszik majd.

Forrás: Astronomy Now, 2008. november 28.

Hozzászólás

hozzászólás