Detekce spršky částic observatoří Telescope Array. Kredit: Osaka Metropolitan University/L-Insight, Kyoto University/Ryuunosuke Takeshige.

V roce 1991 šokovala operátory experimentu Fly's Eye z University of Utah detekce naprosto zvířecky energetické částice kosmického záření. Částice později dostala přezdívku „Oh-My-God“ a s energií odhadnutou kolem 320 EeV kupodivu dodnes zůstává nejvíce energetickou částicí kosmického záření, s jakou jsme se setkali. Energie částice zhruba odpovídala basebalovému míčku (142 gramů), letícímu rychlostí asi 28 metrů za sekundu. Není jasné, co to přesně bylo za částici, ale kosmické záření tvoří převážně protony.

Astronomie částic UHECR to nemá lehké. Kredit: Osaka Metropolitan University/L-Insight, Kyoto University/Ryuunosuke Takeshige.

Celkem vtipné je, že v naší galaxii neexistuje nic, co by mohlo udělit částici kosmického záření takovou energii, ale zároveň částice nesla více energie, než je teoreticky možné pro kosmické záření z jiných galaxií, jak uvádí takzvaný limit Greisen–Zatsepin–Kuzmin (GZK cutoff). Ergo, částice Oh-My-God by rozhodně neměla existovat.

Pozoruhodná observatoř Telescope Array, která je navzdory nudnému názvu velmi specializovaná a detekuje sekundární spršky záření vyvolané zásahem extrémně energetických částic kosmického záření, od té doby detekovala více než 30 podobných částic, které astrofyzici klasifikují jako UHECR (Ultra-high-energy cosmic ray). Částice UHECR jsou přitom takové, jejichž energie přesahuje 1 EeV, čili 1 exaelektronvolt. Žádná z nich nebyla tak energetická jako částice Oh-My-God a u žádné netušíme, jak a kde přesně vznikla.

Instalace detektorů observatoře Telescope Array. Kredit: Institute for Cosmic Ray Research, University of Tokyo.

Dne 21. května 2021 detektory Telescope Array, kterých je 507 na ploše asi 700 kilometrů čtverečních, zachytily spršku po příletu částice kosmického záření, jejíž energii vědci odhadují na 240 EeV. Tato částice, kterou tým zahrnující japonské odborníky University of Tokyo pokřtil na „Amaterasu“ podle nejvýznamnější šintoistické bohyně a „dárkyně světla,“ obsadila druhé místo v historickém žebříčku energií částice kosmického záření, hned za částicí Oh-My-God. Také Amaterasu ukázala vztyčený prostředníček limitu GZK, takže by ani ona teoreticky neměla existovat.

Částice Oh-My-God a Amaterasu byly detekovány rozdílnými metodami, což je slušným argumentem pro to, že skutečně šlo o částice a nikoliv nějaké ostudné chyby technického rázu. Liší se také oblastí, odkud zřejmě přiletěly. Určování původu částic kosmického záření bývá svízelné. Takto strašlivě energetická částice se ale řítí vesmírem jako naštvaný tyranosaurus a galaktická ani mezigalaktická magnetická pole, která obvykle mění dráhu částic, na ni příliš nemají vliv, i když je elektricky nabitá.

Vědci tedy mohli stopovat částici Amaterasu a zjistit, odkud zhruba přiletěla. Jak se ale ukázalo, bývalo by bylo lepší, kdyby to nedělali, samozřejmě s nadsázkou řečeno. Zjistili totiž, že Amaterasu přilétla z Lokální prázdnoty v našem galaktickém sousedství. Potíž je v tom, že v prázdnotách není nic. Respektive určitě tam něco tu a tam je, ale z našeho pohledu tam nic nevidíme. Nic zajímavého. Což v případě částice Amaterasu tak trochu přibližuje astrofyziku k metafyzice.

Částici Oh-My-God to nemusí být líto, ani v jejím případě nepřivedlo stopování vědce k nějakému zdroji s ohromujícím množstvím energie. Jak přiznává John Belz z University of Utah, podle všeho máme na obloze doposud zcela záhadné zdroje extrémně energetických částic kosmického záření, pro které nám schází rozumné vysvětlení. Sám Belz si divoce spekuluje, že v tom mohou mít prsty kolize defektů časoprostoru, čili srážky kosmických strun. Ale to je zatím ve hvězdách.

Video: Telescope Array detects second highest-energy cosmic ray ever

Literatura

University of Utah 23. 11. 2023.