Promienie kosmiczne, strumienie wysokoenergetycznych cząstek docierające do atmosfery Ziemi z prędkością bliską prędkości światła, są zjawiskiem znanym nauce od ponad stulecia. Te cząstki, mimo że przelatują przez naszą planetę i ciała ludzkie w ogromnych ilościach, wciąż stanowią naukową zagadkę, szczególnie jeśli chodzi o ich pochodzenie.

Wiadomo, że promienie kosmiczne o niższej energii pochodzą z Słońca, jednak te o wyższej energii przybywają do naszego układu słonecznego z głębi kosmosu. Jako potencjalne źródła tych cząstek podejrzewa się czarne dziury oraz eksplozje supernowych, czyli gwałtowne wybuchy umierających gwiazd.

Promienie kosmiczne składają się głównie z jąder wodoru (protonów), a mniejsza część z nich to jądra helu oraz cięższych elementów, aż do żelaza. Choć czasem mówi się również o elektronach i pozytonach w kontekście promieni kosmicznych, najczęściej termin ten odnosi się do hadronów, takich jak protony i neutrony.

Największą zagadką dotyczącą promieni kosmicznych jest mechanizm, dzięki któremu osiągają one tak ogromne energie, znacznie przewyższające możliwości ziemskich akceleratorów, takich jak Wielki Zderzacz Hadronów. Jedną z teorii jest, że mogą one być przyspieszane przez fale uderzeniowe powstające w wyniku eksplozji supernowych, kiedy to materia gwiazdowa uderza w międzygwiazdowe chmury gazu.

Największe energie, sięgające 10²⁰ eV, sugerują, że ich źródłem mogą być aktywne jądra galaktyk zasilane przez supermasywne czarne dziury. Takie czarne dziury otoczone są materią, którą pochłaniają, emitując przy tym dżety materii z prędkością bliską prędkości światła. Gdy te dżety uderzają w otaczającą materię, mogą generować promienie kosmiczne.

Śledzenie źródeł promieni kosmicznych jest trudne ze względu na ich naładowany charakter, który sprawia, że są one odchylane przez pola magnetyczne w przestrzeni kosmicznej. Niemniej, badając interakcje promieni kosmicznych z gazem i obserwując powstające w wyniku tych interakcji fotony i neutrino, naukowcy mają nadzieję pośrednio odkryć ich pochodzenie.

Rozwiązanie zagadki promieni kosmicznych wymaga złożenia różnych informacji dostarczanych przez obserwacje różnorodnych obserwatoriów. Dzięki połączeniu modelowania 3D i precyzyjnych pomiarów związanych z promieniami kosmicznymi, postęp w zrozumieniu ich pochodzenia i mechanizmów przyspieszania wydaje się być w zasięgu ręki.

Źródło: Yahoo News