Forskare har upptäckt en oidentifierad källa till högenergi kosmiska strålar som bombarderar jorden från rymden. "Detta är en stor upptäckt", säger John Wefel från Louisiana State University och huvudutredare för ATIC, Advanced Thin Ionization Calorimeter, ett NASA-finansierat ballongburet instrument högt över Antarktis. "Det är första gången vi har sett en diskret källa till accelererade kosmiska strålar som stod ut från den allmänna galaktiska bakgrunden."
De nya resultaten visar ett oväntat överskott av kosmiska strålelektroner med mycket hög energi - 300-800 miljarder elektronvolter - som måste komma från en tidigare oidentifierad källa eller från förintelsen av mycket exotiska teoretiska partiklar som används för att förklara mörk materia.
"Detta elektronöverskott kan inte förklaras av standardmodellen med kosmiskt strålningsursprung," sade Wefel. "Det måste finnas en annan källa relativt nära oss som producerar dessa ytterligare partiklar."
Enligt forskningen skulle denna källa behöva ligga inom cirka 3 000 ljusår från solen. Det kan vara ett exotiskt objekt som en pulsar, mini-kvasar, supernovarester eller ett mellanliggande svart hål.
"Kosmiska strålelektroner förlorar energi under sin resa genom galaxen," sade Jim Adams, ATIC-forskningsledare vid NASA: s Marshall Space Flight Center i Huntsville, Ala. "Dessa förluster ökar med elektronernas energi. Vid de energier som mäts av vårt instrument undertrycker dessa energiförluster flödet av partiklar från avlägsna källor, vilket hjälper närliggande källor att sticka ut. ”
Forskarna påpekar dock att det finns få sådana föremål nära vårt solsystem.
"Dessa resultat kan vara den första indikationen på ett mycket intressant objekt nära vårt solsystem som väntar på att studeras av andra instrument," sade Wefel.
En alternativ förklaring är att överskottet av elektroner med hög energi kan vara resultatet av förintelsen av mycket exotiska partiklar som föreslagits för att förklara mörk materia. Under de senaste decennierna har forskare lärt sig att den typ av material som utgör universum omkring oss endast står för cirka fem procent av dess massasammansättning. Nästan 70 procent av universum består av mörk energi (så kallad eftersom dess natur är okänd). De återstående 25 procenten av massan agerar gravitationsmässigt precis som vanlig materia, men gör lite annat, så det är normalt inte synligt.
Arten av mörk materia förstås inte, men flera teorier som beskriver hur tyngdekraften fungerar på mycket små, kvanta avstånd förutsäger exotiska partiklar som kan vara bra mörka materialkandidater.
"Förintelsen av dessa exotiska partiklar med varandra skulle producera normala partiklar som elektroner, positroner, protoner och antiprotoner som kan observeras av forskare," säger Eun-Suk Seo, ATIC-ledare vid University of Maryland, College Park.
ATIC-experimentet med 3 300 pund utförs till en höjd av cirka 124 000 fot över Antarktis med en heliumfylld ballong ungefär lika stor som inredningen i New Orleans Superdome. Målet med projektet är att studera kosmiska strålar som annars skulle tas upp i atmosfären.
Forskare från ATIC publicerade resultaten i 20 november-numret av tidskriften Nature.
Källor: NASA, [e-postskyddad]
