К осмич еский ветер раскры ывает т тайны Вселе нной

ООО «НП
ПК «Фотони
ика»
19
97022, г.Са
анкт-Петерб
бург,
01Н
ул. Инстру
ументальна
ая, дом. 3, литер Б, помещение
п
Тел.//факс.: +7 (812)
(
740-7
71-28
www.np
pk-photonic
ca.ru
Космический ветер раскры
ывает ттайны Вселенной Пььер Соколььский Ун
ниверситет
т штата Юты, Солт
т‐Лейк Сит
ти, Юта. 4 SSeptember 2015, SPIE Newsroom. DOI: 10.11
117/2.1201508.006098
8 htttp://spie.orrg/x115351.xml?highligght=x2418&
&ArticleID=xx115351 Сто лет наззад было обнаружеено, что Земля З
под
двергается бомбарди
ировке ио
онизирующ
щими частицами неизвестной
й природы. Частицы, несущие ээто излучение в состааве космичческих лучей, ‐ ны
ыне распознанные ядра атомов с атомной массой от протона до
о железа и с энергией
й от 109 до 1020 (50
0 джоулей) электрон вольт. Потток частиц несется вн
низ: частиц
цы с малым
м зарядом пролетаютт над наами раз в секунду, с
в то время как носитеелей высоких энерги
ий насчиты
ывается менее одного
о на квадратный километр зза столетие. Мы привыкли к ко
осмическим
м лучам, ко
оторые дол
летают к нам с солнечным вветром от С
Солнца или
и от звезд, ввзорвавшихся в галакктике. Однаако очень м
мало мы зн
наем о высокозаряженных частицах: разве то, т
что они опред
деленно и
имеют вне
егалактичесское пр
роисхожден
ние, и что они до нед
давнего времени считались изо
отропными по своемуу направлеению пр
рибытия. Вы
ысокозаряж
женные частицы взаи
имодействвуют с ядрами атомо
ов воздухаа на высотте 10‐15 км
м от по
оверхности земли. В результатее столкноввения обраазуются ми
ириады частиц второ
ого порядкка, в основном эл
лектроны и фотоны
ы, количесттво которы
ых может достигатьь миллиар
рда в области раадиусом 1 км у повер
рхности. Но
о так как такие т
ливни
и случаютсся очень реедко, детекторы должны оснащаться б
большими плоскостям
ми для их о
обнаружения. В университтете штата Юта разр
работан оп
птический метод об
бнаруженияя потоков таких часстиц. Эл
лектроны в составе иссследуемы
ых потоков возбуждаю
ют молекул
лы азота, ккоторые, в свою очер
редь, излучают фотоны ф
бл
лижнего УФ У
спектр
ра. Такие фотоны улавливаются флуоресцентными тел
лескопами
и с зеркал
лами в фо
орме больших «све
етособираю
ющих вёдеер» с наб
бором труубок‐
светоусилитеелей в то
очках фокуусировки этих зеркаал для ко
онверсии улавливае
емого светта в электронный
й сигнал. Сигнал оциф
фровываеттся при пом
мощи АЦП.. Десятки ттаких зеркаал площадьью в 5,1
1 м2 обращены во все сторон
ны света. Вместе с зеркалами
и в комплекс входятт детектор
ры с пл
ластиковым
ми сцинтил
лляторами, которые устанавлив
у
ваются на удалении у
в 1,2 км для того, чттобы улавливать частицы, ч
падающие на землю.. Комплектт детекторов позволяет опреде
елять энер
ргию пеервичных ко
осмических лучей, нааправлениее их движения и их со
остав (см. р
рисунок 1). 2
Рисунок 1. Детектор с пластиковым сцинтиллятором, системой захвата и радиопередатчиком. Сегодня экспериментальный комплекс телескопов расположен на площади в 700 км2 в пустыне западной Юты. В его состав входят три аэрофлуоресцентные станции обнаружения и 507 детекторов. Шестилетнее наблюдение дало интересные результаты: появилась анизотропия в распределении высокозаряженных космических лучей в северном полушарии. Само по себе это может указывать на то, что какие‐то события сконцентрированы в регионе 20 градусов около созвездия Большой медведицы. Из 72 зарегистрированных сверхвысокозаряженных потоков, 19 исходили из этого региона, что соответствует лишь 6% неба. В случае изотропного распределения, следовало бы ожидать только 4,5 событий. Хотя результат статистически незначителен, но пока только он определённо указывает на то, откуда прибыли частицы. Удивительно, но они оказались не из того региона, из которого их ожидали астрономы и астрофизики – так называемого галактического ядра, чьи массивные чёрные дыры являются ускорителем натуральных частиц, интенсивно испускающим радио, рентгеновские и гамма излучения. Явный источник космических лучей находится в регионе с относительно не активными в этом диапазоне волн галактиками. Пока решаются вопросы по финансированию проекта, так как дальнейшие мероприятия требуют большего числа аэрофлуоресцентных станций и детекторов, астрономы и астрофизики заняты распознаванием объектов, находящихся в области источника этих чрезвычайно высокозаряженных «живчиков».