Космические лучи, обнаруженные более века назад, до сих пор остаются одной из главных загадок астрофизики. Эти частицы с огромной энергией возникают в экстремальных объектах Вселенной, включая пульсары, сверхновые и джеты черных дыр. Международный проект DAMPE, занимающийся исследованием темной материи, выявил новую особенность в распределении первичных ядер космических лучей — от протонов до железа.
Основную часть космических лучей составляют протоны, однако в их составе присутствуют также ядра гелия, кислорода, углерода и железа. Частицы отличаются и по уровню энергии, который варьируется от миллиардов электрон-вольт до значений свыше 1000 эВ.
Международная группа ученых установила, что после достижения определенного энергетического порога количество частиц начинает снижаться заметно быстрее. Речь идет об эффекте «спектрального размягчения», возникающем при жесткости около 15 ТэВ. Под жесткостью понимают устойчивость частицы к воздействию магнитных полей.
Исследователи отметили, что одинаковое поведение для различных типов ядер подтверждает модели, где ускорение и распространение космических лучей зависят именно от жесткости. При этом альтернативные версии, основанные на соотношении энергии на нуклон, оказались практически исключены. Достоверность результатов оценивается в 99,999%, сообщает Scitech Daily.
Полученные данные помогают точнее понять механизмы происхождения космических лучей и их движение через межзвездное пространство. Кроме того, исследование накладывает новые ограничения на теории ускорения частиц в экстремальных астрофизических условиях.
Авторы работы также допускают, что на спектр космических лучей может влиять темная материя. В дальнейшем ученые рассчитывают с помощью новых астрономических наблюдений отделить возможные сигналы темной материи от обычных астрофизических источников. Команда DAMPE продолжит изучение спектров тяжелых ядер для уточнения характеристик космических лучей.
Параллельно космолог из США заявил, что космические пустоты, известные как войды, заполнены фундаментальными квантовыми полями с небольшим запасом энергии вакуума. По его мнению, именно эта энергия играет ключевую роль в расширении Вселенной.
