Δεδομένα από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό ρίχνουν φως στη διάδοση της δευτερεύουσας κοσμικής ακτινοβολίας

Κοσμικές εκρήξεις όπως οι υπερκαινοφανείς στέλνουν κοσμικές ακτίνες – γυμνοί ατομικοί πυρήνες – που απομακρύνονται περίπου με την ταχύτητα του φωτός. Όταν ο πυρήνες αυτοί συγκρούονται με το αραιό μεταξύ των άστρων αέριο, παράγουν ένα καταρράκτη σωματιδίων, γνωστών ως δευτερεύουσες κοσμικές ακτίνες. Τώρα, χρησιμοποιώντας το Μαγνητικό Φασματόμετρο Άλφα (AMS) που βρίσκεται στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, ο Samuel Ting του MIT και ο συνάδελφοί του, έχουν χαρακτηρίσει με πρωτοφανή ακρίβεια, τρία είδη δευτερευόντων κοσμικών ακτίνων. Βρήκαν ότι τα ενεργειακά φάσματα αυτών των κοσμικών ακτίνων – οι σωματιδιακές ροές ως συνάρτηση της ενέργειας – είναι διακριτά διαφορετικές από αυτές των πρωτευόντων κοσμικών ακτίνων.

Η συνεργασία AMS μέτρησε πάνω από 5 εκατομμύρια πυρήνες λιθίου, βηρυλλίου και βορίου καθώς περνούσαν μέσα από το μαγνητικό πεδίο του AMS, το οποίο είναι 3000 φορές ισχυρότερο από το μαγνητικό πεδίο της Γης. Οι ερευνητές βρήκαν ότι τα τρία είδη ανταποκρίνονταν παρόμοια στο μαγνητικό πεδίο, πράγμα που σημαίνει ότι τα ενεργειακά τους φάσματα είχαν το ίδιο σχήμα. Παρατήρησαν επίσης μια φασματική «σκλήρυνση» των δευτερευουσών κοσμικών ακτίνων – ένα μεγαλύτερο αριθμό σωματιδίων σε υψηλές ενέργειες από ότι θα αναμένονταν από έναν τυπικό νόμο ισχύος.

Τέτοια σκλήρυνση είχε προηγουμένως παρατηρηθεί από τη συνεργασία AMS στις πρωτεύουσες κοσμικές ακτίνες όπως ήλιο, άνθρακας και οξυγόνο. Παραδόξως, ωστόσο, το εύρος αυτής της σκλήρυνσης ήταν μεγαλύτερο για τις δευτερεύουσες κοσμικές ακτίνες από ότι για πρωτεύουσες κοσμικές ακτίνες. Σύμφωνα με τους συγγραφείς, η διαφορά αυτή υποδηλώνει ότι το φασματικό σχήμα των δευτερευουσών κοσμικών ακτίνων αλλάζει καθώς τα σωματίδια διαδίδονται μέσω του διαστρικού υλικού. Αυτές οι νέες παρατηρήσεις υποδηλώνουν ότι διάφοροι μηχανισμοί – όπως η αλληλεπίδραση των σωματιδίων με τα αργά εξαπλωνόμενα υπολείμματα υπερκαινοφανούς – πρέπει να ληφθούν υπόψη για την ακριβή περιγραφή της διάδοσης των δευτερευόντων κοσμικών ακτίνων στο διάστημα.

Πηγή: American Physical Society

Περισσότερα στη δημοσίευση: Observation of New Properties of Secondary Cosmic Rays Lithium, Beryllium, and Boron by the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station. Physical Review Letters.