科学者たちが史上最強の宇宙線を検出、その未知の発生源は地球に近い可能性も
可視光線の4万倍のエネルギーを持つ観測史上最強の宇宙線が検出される。
ただし発生源は不明。地球と人間への影響は？
Scientists detect the most powerful cosmic rays ever – and their unknown source could be close to Earth
livescience.com 2024/11/26
2024年11月26日
新たな研究により、これまでに検出された中で最も強力な宇宙線が報告された。宇宙線は宇宙空間を移動する間にエネルギーを失うため、高エネルギーで検出されたということは、地球に比較的近い発生源から来ている可能性が高いことを意味する。
科学者たちは、これまで発見された中で最もエネルギーの高い宇宙線を検出した。その宇宙線は、地球に比較的近い謎の発生源から発生している。
電子とその反物質である陽電子からなるこの放射線は、最大40テラ電子ボルト（TeV）、つまり可視光線の4万倍のエネルギーで観測された。
ナミビアの高エネルギー立体システム（HESS）観測所によって発見されたこの光線は、光と磁場との相互作用により、宇宙を移動する間にエネルギーを失う。つまり、このエネルギーの光線を検出するには、その発生源が比較的近くにある必要がある。しかし、正確に何がこの光線を生成しているのかは不明である。研究者らは、この発見を11月25日、Physical Review Letters誌に発表した。
「これは重要な結果だ。測定されたCRe [宇宙線電子] は、おそらく太陽系の近くの非常に少数の発生源から発生しており、最大でも数千光年の距離にあると結論付けることができる。これは銀河系の大きさに比べれば非常に小さな距離だ」と、ドイツのポツダム大学で実験天体粒子物理学の責任者を務める責任著者のカトリーン・エグバーツ氏は声明で述べた。（ちなみに、天の川銀河の直径は約10万光年である。）
関連：地球は超強力な「女神粒子」宇宙線に襲われましたが、それがどこから来たのかはわかりません
宇宙線は、太陽、超新星と呼ばれる恒星の爆発、パルサーと呼ばれる高速で回転する中性子星、その他の未知の発生源によって生成される高エネルギー粒子です。宇宙線が地球の上層大気に衝突すると、地球の表面で検出できる粒子のシャワーに分解されます。しかし、これらの粒子シャワーを生成した宇宙線を再構築することは、骨の折れる不確実な作業です。
宇宙線電子を見つけるために、研究者らはナミビアのホマス高原にある5台の40フィート（12メートル）の望遠鏡の配列であるHESS観測所を使用した。
10年以上にわたり、望遠鏡は高速で移動する光線の後に残るチェレンコフ放射のかすかな痕跡を求めて上層大気をスキャンした。
音速よりも速く飛行する飛行機がソニックブームを起こすのと同じように、光速度を遅くする媒体を光よりも速く移動する粒子は、その周りにかすかな青い輝きを作り出す。
科学者たちはこの輝きを探し、洗練されたアルゴリズムを使ってノイズをふるいにかけることで、地球に降り注ぐ光線のエネルギースペクトルをこれまでにないほど詳細に作成した。
これらの放射線の量は、より高いエネルギースケールでは劇的に減少した。つまり、より小型の宇宙検出器では十分な数の放射線を見つけるのは難しいということだ。しかし、特にエネルギーの高い粒子の存在は、科学者たちに、少なくとも一部の放射線源が地球の近くにあるという明確な兆候を与えた。
「より大きなTeVでの非常に低いフラックスは、この測定に対抗する宇宙ベースのミッションの可能性を制限します」と、パリのフランス国立科学研究センターの研究員で責任著者のマチュー・デ・ノーロワ氏は声明で述べた。「そのため、私たちの測定は、重要かつこれまで調査されていなかったエネルギー範囲のデータを提供し、局所領域に関する理解に影響を与えるだけでなく、今後数年間のベンチマークであり続ける可能性が高いです。」
関連記事
