Ένα πείραμα που πραγματοποιείται εδώ και 13 χρόνια στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό ανακάλυψε μια απροσδόκητη ροή κοσμικών ακτίνων από δευτέριο

Από τη ‘φωλιά’ του στο εξωτερικό μέρος του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού εδώ και 13 χρόνια, το Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) κατέγραψε τα σήματα 2,3×10¹¹ κοσμικών ακτίνων διαφόρων σωματιδίων. Τώρα μια ανάλυση αυτών των σημάτων από την ομάδα AMS ανακάλυψε ότι 2,1×10⁷ από αυτά τα σωματίδια είναι δευτέρια (²Η ή D) – πυρήνες υδρογόνου που περιέχουν ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο. Ο επικεφαλής της ομάδας AMS, Samuel Ting του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης λέει ότι η εν λόγω παρατήρηση δείχνει ότι ένας μεγάλος αριθμός δευτερίων υψηλής ενέργειας στις κοσμικές ακτίνες ρέει από κάποια προς το παρόν άγνωστη πηγή. Αυτό το συμπέρασμα δεν έχει επιβεβαιωθεί ακόμα.

O πυρήνας του δευτερίου είναι πολύ «ευαίσθητος».  Για παράδειγμα στις θερμοκρασίες που επικρατούν στο εσωτερικό άστρων όπως ο Ήλιος μας, διασπάται ή αντιδρά με άλλους πυρήνες σχηματίζοντας βαρύτερα στοιχεία. Σύμφωνα με τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης στην διάρκεια των πρώτων λεπτών της ύπαρξης του σύμπαντός μας σχηματίστηκαν πυρήνες ηλίου και πολύ μικρότερες ποσότητες ελαφρών πυρήνων δευτερίου, λιθίου κλπ. Από την αρχέγονη πυρηνοσύνθεση που διήρκεσε γύρω στα δέκα λεπτά μετά την Μεγάλη Έκρηξη προέκυψε τελικά μια μικρή κοσμική αφθονία των δευτερίων: σε κάθε άτομο υδρογόνου αντιστοιχούν μόνο 0,00002 δευτέρια.

Δεν είναι σαφές πόσα από αυτά τα αρχέγονα δευτέρια απέκτησαν από τότε ενέργειες σε επίπεδο κοσμικών ακτίνων που δημιουργεί μια έκρηξη σουπερνόβα ή κάποιος άλλος κοσμικό επιταχυντή. Αλλά ακόμα κι αν όλα διαθέτουν τόσο μεγάλη ενέργεια, η μικρή αφθονία τους δεν μπορεί να εξηγήσει τον υψηλό αριθμό των κοσμικών ακτίνων δευτερίων που έχει καταγράψει το AMS.

Οι αστροφυσικοί θεωρούν ότι σχεδόν όλες οι κοσμικές ακτίνες δευτερίων παράγονται στην πραγματικότητα όταν ιόντα ηλίου-4 προσκρούουν σε άτομα της διαστρικής ύλης. Αυτή η διαδικασία παράγει επίσης κοσμικές ακτίνες ηλίου-3. Έτσι, για να είναι σωστή αυτή η υπόθεση, οι ροές κοσμικών ακτίνων των δευτερίων και των ιόντων ηλίου-3 που μετρήθηκαν από το AMS θα πρέπει να συσχετίζονται με τη ροή ηλίου-4 με τον ίδιο τρόπο. Αλλά η ανάλυση των δεδομένων από την ομάδα AMS διαπιστώνει ότι ένα μεγάλο κλάσμα της ροής δευτερίου έχει μια σαφώς διαφορετική συσχέτιση. Σύμφωνα με τον Ting, το εύρημα αυτό μπορεί να σημαίνει ότι υπάρχει μια άλλη, «πρωταρχική» πηγή κοσμικών ακτίνων δευτερίων.

πηγές:
1. Charles Day, «A Puzzling Excess of Cosmic Deuterons» – https://physics.aps.org/articles/v17/s74
2. M. Aguilar et al, (AMS Collaboration), «Properties of Cosmic Deuterons Measured by the Alpha Magnetic Spectrometer» – https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.261001

Κατηγορίες:ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ, ΔΙΑΣΤΗΜΑ, ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΟΣ ΣΤΑΘΜΟΣ, ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ, ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ

Ετικέτες: AMS, ΚΟΣΜΙΚΕΣ ΑΚΤΙΝΕΣ, ΚΟΣΜΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ, PHYSICS