مرصد الأشعة الكونية لاستكشاف النقاط الساخنة

عرض أكبر. | تُظهر خريطة السماء الشمالية هذه تركيزات الأشعة الكونية ، مع

قبل عام ، أعلن فريق دولي مكون من 125 عالما - بما في ذلك 32 من جامعة يوتا - اكتشافهنقطة ساخنة للأشعة الكونية، على ما يبدو مصدر المزيد من الرسائل الواردةالأشعة الكونية عالية الطاقةمن موقع آخر في سمائنا. اليوم (15 يونيو 2015) ، أعلنت جامعة يوتا عن خطة توسعة بقيمة 6.4 مليون دولار لمرصد Telescope Array بقيمة 25 مليون دولار بهدف التركيز على النقطة الساخنة ومعرفة ما يمكن أن يكون.

خصصت اليابان 4.6 مليون دولار ، ويسعى علماء جامعة يوتا للحصول على 1.8 مليون دولار أخرى ، لتضاعف حجم مرصد الأشعة الكونية الحالي الذي تبلغ مساحته 300 ميل مربع (777 كيلومترًا مربعًا) في الصحراء غرب دلتا بولاية يوتا إلى أربعة أضعاف.

يقولون إن التمدد سيسمح لهم باتخاذ الخطوة التالية في تحديد الأجسام الموجودة في الفضاء التي تنتج الأشعة الكونية ذات الطاقة فوق العالية.

اكتشف العلماء الأشعة الكونية - التي ليست في الحقيقة أشعة - في عام 1912. إنها جسيمات دون ذرية تتنقل في الفضاء ، بما في ذلكالبروتوناتونوى الذراتمثل الهيليوم والأكسجين والنيتروجين والكربون والحديد. تحمل العديد من الأشعة الكونية طاقات منخفضة نسبيًا وتأتي من داخل مجرتنا من النجوم المتفجرة والنجوم الأخرى والشمس.

لكن مصدر الأشعة الكونية ذات الطاقة فوق العالية - والتي هي في الغالب بروتونات عارية - يظل لغزًا. قالت جامعة يوتا في إن هذه الأشعة الكونية قوية جدًابيان يوم 15 يونيو، أنه إذا اصطدم جسيم واحد بقدمك ، فسيشعر وكأنه لبنة من الرصاص. إذا اصطدمت إحدى الجسيمات برأسك ، فستشعر وكأنها لعبة بيسبول سريعة الانحدار في الجمجمة.

لحسن الحظ ، لا تعبر الأشعة الكونية الغلاف الجوي للأرض.



مفهوم الفنان للأشعة الكونية التي تضرب الغلاف الجوي للأرض وتتسبب في وابل من الجسيمات الثانوية. يلاحظ الباحثون على الأرض الجسيمات الثانوية من أجل دراسة الأشعة الكونية ، التي لا يمكنها اختراق الغلاف الجوي للأرض. الصورة عبر J. Yang / NSF

مفهوم الفنان للأشعة الكونية التي تضرب الغلاف الجوي للأرض وتخلق وابلًا من الجسيمات الثانوية. يلاحظ الباحثون على الأرض الجسيمات الثانوية من أجل دراسة الأشعة الكونية التي لا تستطيع اختراق الغلاف الجوي للأرض. الصورة عبر J. Yang / NSF

قال بيير سوكولسكي ، أستاذ الفيزياء وعلم الفلك بجامعة يوتا والمحقق الرئيسي في المنحة الحالية لصفيف التلسكوب من مؤسسة العلوم الوطنية:

ظل السؤال يحدق في وجوهنا منذ 40 عامًا.

نحن نعلم أن هذه الجسيمات موجودة ، ونعلم أنها قادمة من خارج مجرتنا وليس لدينا حقًا أي دليل على كيفية ضخ الطبيعة لهذا القدر من الطاقة فيها.

من أجل الحصول على دليل ، نحتاج إلى معرفة من أين أتوا. هذه النقطة الساخنة هي أول تلميح لنا. نحتاج إلى العمل مع علماء الفلك ومعرفة المجرات أو الثقوب السوداء في هذه النقطة الساخنة.

خلال فترة خمس سنوات ، اكتشفت مجموعة التلسكوب 72 من أعلى الأشعة الكونية ذات الطاقة فوق العالية - تلك التي تزيد طاقاتها عن 57 مليار إلكترون فولت.

من بين 72 جسيمًا فائق الطاقة ، جاء 19 جسيمًا من اتجاه النقطة الساخنة - دائرة بقطر 40 درجة تمثل 6 في المائة من السماء الشمالية وتقع على بعد زوج من عرض اليد أسفل Big Dipper.

كان من المتوقع فقط 4.5 جسيمات فائقة الطاقة من تلك المنطقة إذا جاءت الأشعة الكونية بشكل عشوائي من جميع أنحاء السماء.

يقول علماء الفيزياء الفلكية إن الاحتمالات بأن النقطة الساخنة هي صدفة إحصائية وليست حقيقية هي 1.4 من كل 10000. لكنهم يريدون مستوى أعلى من الثقة. قال سوكولسكي وجود النقطة الساخنة ...

… على المستوى الإحصائي حيث يمكن أن يذهب في أي من الاتجاهين. لن نعرف ما إذا كان ذلك حقيقيًا إلا إذا كنت تريد البقاء لمدة 40 عامًا.

تحتوي المصفوفة الآن على 507 كاشفات متباعدة في شبكة تزيد عن 300 ميل مربع من صحراء غرب الدلتا. سيشهد التمدد فصين يحتويان على 400 جهاز كشف إضافي يضاف إلى مساحة المصفوفة ، لذلك سوف يتوسع إلى ما يقرب من 1000 ميل مربع. سوف يمتد فص واحد من الشمال إلى الشمال الشرقي من المصفوفة الحالية ؛ الجنوب والجنوب الشرقي الآخر. قال سوكولسكي إن توسع المصفوفة سيسرع من اكتشاف الأشعة الكونية ويجعل من الممكن الحصول على الإجابات بشكل أسرع.

نرى هذا التجمع المذهل للأشعة الكونية ذات الطاقة الأعلى قادمًا من منطقة واحدة في السماء. لكن المعدل الذي نكتشفه عنده منخفض للغاية. نحصل على أكثر من 20 حدثًا سنويًا بأعلى طاقات.

للوصول إلى نقطة حيث يمكننا حقًا دراسة هذا بحساسية جيدة ، نحتاج إلى زيادة هذا المعدل بمقدار أربعة أضعاف على الأقل.

اقرأ المزيد من جامعة يوتا: توسيع مرصد الأشعة الكونية

اقرأ المزيد عن الأشعة الكونية الصادرة عن وكالة ناسا

الأشعة الكونية

في هذه الصورة ذات الفاصل الزمني ، يبدو أن النجوم تدور فوق جزء واحد من مصفوفة تلسكوب يوتا ، والتي استخدمها الباحثون لمدة خمس سنوات لاكتشاف نقطة ساخنة للأشعة الكونية. الآن يريدون توسيع هذا المرصد ، للتركيز على النقطة الساخنة ومعرفة ما يمكن أن يكون. الصورة عبر بن ستوكس ، جامعة يوتا

تُظهر هذه الخريطة التخطيط الحالي والتوسيع المقترح لمرصد الأشعة الكونية Telescope Array الذي تبلغ تكلفته 25 مليون دولار بالقرب من دلتا بولاية يوتا. البلدة في الوسط باللون الأبيض. الطرق والطرق السريعة هي خطوط وردية وحمراء. مجموعة النقاط الحمراء الموجودة على يسار المركز هي 507 من أجهزة كشف التلألؤ الموجودة في المرصد والتي تقيس الاستحمام بالهواء. من الجسيمات التي تسقط على الأرض عندما يضرب شعاع كوني وارد جزيء غاز في الغلاف الجوي. توضح النقاط الخضراء أعلى وأسفل مصفوفة eixsting المكان الذي سيتم فيه تثبيت 400 جهاز كشف وميض آخر في الماضي من التوسع المقترح بقيمة 6.4 مليون دولار ، والذي سيشمل أيضًا تركيب 60 كاشفًا آخر أكثر تباعدًا (النقاط الصفراء) شمال شرق المصفوفة الحالية . تُظهر النقاط الزرقاء أجهزة كشف الفلورة الثلاثة الموجودة في المرصد. ستتم إضافة اثنين آخرين (غير معروضين) كجزء من التوسيع. تظهر الأراضي الفيدرالية باللون الأصفر وأراضي ولاية يوتا باللون الأزرق. الائتمان: روبرت كادي ، جامعة يوتا اقرأ المزيد على: https://phys.org/news/2015-06-cosmic-ray-observatory.html#jCp

تُظهر هذه الخريطة التخطيط الحالي والتوسيع المقترح لمرصد الأشعة الكونية Telescope Array الذي تبلغ تكلفته 25 مليون دولار بالقرب من دلتا بولاية يوتا. البلدة في الوسط باللون الأبيض. الطرق والطرق السريعة هي خطوط وردية وحمراء. مجموعة النقاط الحمراء الموجودة على يسار المركز هي أجهزة كشف التلألؤ الموجودة في المرصد والبالغ عددها 507 والتي تقيس 'زخات الهواء' للجسيمات التي تسقط على الأرض عندما يضرب شعاع كوني وارد جزيء غاز في الغلاف الجوي. توضح النقاط الخضراء أعلى وأسفل مصفوفة eixsting المكان الذي سيتم فيه تثبيت 400 جهاز كشف وميض آخر في الماضي من التوسع المقترح بقيمة 6.4 مليون دولار ، والذي سيشمل أيضًا تركيب 60 كاشفًا آخر أكثر تباعدًا (النقاط الصفراء) شمال شرق المصفوفة الحالية . تُظهر النقاط الزرقاء أجهزة كشف الفلورة الثلاثة الموجودة في المرصد. ستتم إضافة اثنين آخرين (غير معروضين) كجزء من التوسيع. تظهر الأراضي الفيدرالية باللون الأصفر وأراضي ولاية يوتا باللون الأزرق. الصورة عن طريق روبرت كادي ، جامعة يوتا

خلاصة القول: الفيزيائيون الذين يدرسون الأشعة الكونية ذات الطاقة فوق العالية يقترحون توسيع مرصد الأشعة الكونية الموجود في ولاية يوتا.