"Землю постоянно бомбардируют заряженными частицами, называемыми космическими лучами, но поскольку они заряжены, они изгибаются в магнитных полях и не указывают обратно на свои источники. Мы полагаемся на гамма-лучи, которые производятся рядом с источниками космических лучей, чтобы сузить их происхождение », – сказала Келли Мэлоун, астрофизик из группы нейтронной науки и технологий в Национальной лаборатории Лос-Аламоса и член научного сообщества HAWC. сотрудничество. "Есть еще много безответных вопросов о происхождении и ускорении космических лучей.
Гамма-лучи высокой энергии генерируются вблизи мест, где излучаются космические лучи, и могут использоваться для исследования ускорения космических лучей. Однако есть некоторая двусмысленность в использовании гамма-лучей для изучения этого, поскольку гамма-лучи высокой энергии также могут быть получены с помощью других механизмов, таких как рассеяние фотонов меньшей энергии на электронах, что обычно происходит вблизи пульсаров."
Недавно каталогизированные астрофизические источники гамма-излучения имеют энергию примерно в 10 раз выше, чем могут быть получены с помощью экспериментальных коллайдеров частиц на Земле. Хотя астрофизические частицы более высоких энергий были обнаружены ранее, это первый случай, когда были обнаружены конкретные галактические источники. Рядом со всеми источниками находятся пульсары чрезвычайно высокой энергии (сильно намагниченные вращающиеся нейтронные звезды).
Количество обнаруженных источников может указывать на то, что излучение сверхвысоких энергий является характерной особенностью ветров мощных частиц, исходящих от пульсаров, находящихся в межзвездных газовых облаках, известных как туманности, и что в ближайшее время будут обнаружены новые.
Гамма-обсерватория HAWC состоит из множества заполненных водой резервуаров, расположенных высоко на склонах вулкана Сьерра-Негра в Пуэбле, Мексика, где атмосфера тонкая и предлагает лучшие условия для наблюдения гамма-лучей. Когда эти гамма-лучи сталкиваются с молекулами в атмосфере, они производят ливни энергичных частиц. Хотя ничто не может двигаться быстрее скорости света в вакууме, свет движется через воду медленнее.
В результате некоторые частицы в потоках космических лучей движутся быстрее света в воде внутри резервуаров детекторов HAWC. Частицы быстрее скорости света, в свою очередь, производят характерные вспышки света, называемые черенковским излучением. Записывая черенковские вспышки в резервуарах с водой HAWC, исследователи могут реконструировать источники потоков частиц, чтобы узнать о частицах, которые их в первую очередь вызвали.
Сотрудники HAWC планируют продолжить поиск источников высокоэнергетических космических лучей. Объединив свои данные с измерениями других типов обсерваторий, таких как нейтринные, рентгеновские, радио и оптические телескопы, они надеются распутать астрофизические механизмы, которые производят космические лучи, которые непрерывно падают на нашу планету.