Ve vesmíru nacházíme mnoho podivných věcí, které si nedokážeme vysvětlit. Mezi ně se zařadilo kosmické záření, které narazilo do zemské atmosféry. Vědce, kteří ho analyzovali, ohromilo svou extrémní energií.

Zdroj záření, přesněji zdroj částice s ultravysokou energií, se přitom nepodařilo vystopovat.

Nevíme, odkud přiletěly

Vysoce energetické záření vytvořilo při nárazu od atmosféry spršku, která dopadla na rozlehlou plochu.

Drobná částice nesla více než 240 exaelektronvoltů energie. To ji staví na druhé místo historických tabulek hned za částici Oh-My-God (Ó můj Bože) zaznamenanou v roce 1991, která měla 320 exaelektronvoltů. (Exa je předpona soustavy SI a znamená mocninu 10¹⁸.)

Tyto dvě částice přitom mají jedno společné – přes pokročilé technologie se je nepodařilo přiřadit k žádnému zdroji. Nevíme tedy, odkud přiletěly.

„Částice mají tak vysokou energii, že by neměly být ovlivněny galaktickými a mimogalaktickými magnetickými poli. Měli bychom proto dokázat najít na obloze místo, odkud pocházejí,“ cituje magazín Science Alert Johna Matthewse z Utažské univerzity, spoluautora studie o druhém nejsilnějším kosmickém záření, která ve čtvrtek vychází v odborném časopise Science.

Tento astrofyzik pracuje na projektu Telescope Array, který je tvořen soustavou radioteleskopů schopnou měřit velmi vzdálené radiové zdroje ve vesmíru a který záření zaznamenal. 

„U částice Oh-My-God a nové částice jsme sledovali jejich trajektorie ke zdroji. Nenalezli jsme však nic natolik vysokoenergetického, co by záření mohlo vytvořit,“ upozorňuje Matthews a dodává: „Je to záhada. Nevíme, k čertu, co se to tady děje.“

Velká hádanka

Kosmické záření je velká hádanka. Dokážeme ho zaznamenávat už více než sto let, ale stále nemáme jasnou představu o všech způsobech, kterými se šíří vesmírem.

Jsou to částice, většinou atomová jádra, ale také protony a elektrony. Vesmírem proudí rychlostí blízkou rychlosti světla, mnohdy s větší energií, než by měly mít.

Vědci se domnívají, že vznikají za energetických událostí, třeba při supernovách a srážkách hvězd. V méně energetických zdrojích, jako jsou hvězdy (včetně Slunce), vzniká kosmické záření s nižší energií, ale původ těch silnějších je obtížnější určit.

Před kosmickým zářením nás chrání zemská atmosféra. Když jeho částice dorazí do atmosféry, srazí se s jinými částicemi a vytvoří spršku částic, které mohou dopadnout na Zemi.

Máme observatoře, které mohou tyto částice detekovat a spojit je s určitým kosmickým zářením.

Spršky, které vznikají při srážkách vysoce energetického kosmického záření, padají na velkou plochu. To znamená, že pokud chceme rekonstruovat událost s částicemi s určitou přesností, musíme tuto plochu pokrýt.

Teleskopická soustava Telescope Array s detekční plochu 700 kilometrů čtverečních to dokáže. 27. května 2021 zachytila signál. Po náročných výpočtech, analýzách, kontrole a opětovném ověření dospěli astronomové k závěru, že nalezli částici na energetické škále částice Oh-My-God.

Najdeme vysvětlení?

„Když jsem poprvé objevil tohle ultra vysokoenergetické kosmické záření, myslel jsem si, že jsme se museli dopustit nějakého omylu, protože vykazovalo energetickou úroveň, která neměla v posledních třech desetiletích obdoby,“ cituje časopis EurekAlert! fyzika Tošihiro Fudžiiho z Metropolitní univerzity v Ósace, který vedl zmíněnou studii.

Objev učiněný jinou technikou než ta, která odhalila částici Oh-My-God, naznačuje, že tato pozorování jsou sice vzácná, ale představují skutečné astrofyzikální události. Nález částice Oh-My-God nebyl náhodný!

Výzkumný tým pojmenoval novou částici Amaterasu podle mocné šintoistické bohyně Slunce. Jak Oh-My-God, tak Amaterasu jsou patrně protony – subatomární částice s kladným elektrickým nábojem.

Potvrzení ultra vysokých energií kosmického záření každopádně znamená, že máme další vesmírnou záhadu, která zbývá objasnit.

Sledování dráhy, kterou Amaterasu proletěla vesmírem, vede do vesmírné prázdnoty – oblasti prostoru mezi galaktickými vlákny. To znamená, že cosi ve vesmíru nám uniká. Anebo nás částice upozorňují na dosud nepozorovaný astrofyzikální jev.

„Tady neexistuje konvenční vysvětlení. Je to skutečná záhada,“ říká o Amaterasu fyzik John Belz z Utažské univerzity, jeden ze spoluautorů studie o „bohyni Slunce“.