على مر السنين، تمكن العلماء من الكشف عن وجود جسيمات مثيرة للاهتمام تمامًا، مما يدفع مجال الفيزياء بأكمله إلى الأمام مع كل اكتشاف. هناك “الجسيم الإلهي” على سبيل المثال، المعروف أيضًا باسم هيغز بوزون، والذي يمنح جميع الجسيمات الأخرى كتلتها. هناك أيضًا ما يسمى بـ “يا إلهي!” جسيم، وهو شعاع كوني ذو طاقة لا يمكن تصورها.
ولكن الآن لدينا جسيم جديد في المدينة. يُطلق عليه اسم جسيم “إلهة الشمس”، وهو استثنائي بشكل مناسب.
يمتلك هذا الجسيم مستوى طاقة أكبر بمليون مرة مما يمكن توليده حتى في أقوى مسرعات الجسيمات البشرية؛ يبدو أنه سقط على الأرض وسط وابل من الجزيئات الأخرى الأقل نشاطًا. مثل “يا إلهي!” الجسيمات، هذه البتات تأتي من مناطق بعيدة من الفضاء وتعرف باسم الأشعة الكونية. أُطلق على الجسيم اسم “أماتيراسو” نسبة إلى أماتيراسو أوميكامي، إلهة الشمس والكون في الأساطير اليابانية، والتي يعني اسمها “المشرق في السماء”.
وكما أن الاسم الأسطوري لها يكتنفه الغموض، فإن جسيم أماتراسو أيضًا يكتنفه الغموض. ولا يعرف مكتشفوه، ومن بينهم الباحث في جامعة أوساكا ميتروبوليتان توشيهيرو فوجي، من أين جاء الجسيم أو ما هو عليه بالفعل. كما أنهم ما زالوا غير متأكدين من نوع العملية العنيفة والقوية التي يمكن أن تؤدي إلى ظهور شيء حيوي مثل أماتيراسو.
وقال فوجي لموقع Space.com: “هذا هو الجسيم المشحون الأكثر نشاطًا الذي تم اكتشافه على الإطلاق بواسطة تجربة مصفوفة التلسكوب”.
والأمل هو أنه كما يُنسب إلى أماتيراسو الفضل في إنشاء اليابان وفقًا لتقليد الشنتو، فإن جسيمات أماتيراسو يمكن أن تساعد في إنشاء فرع جديد تمامًا من الفيزياء الفلكية عالية الطاقة.
متعلق ب: قد تنشأ الأشعة الكونية عالية الطاقة داخل مجرة درب التبانة
“يا إلهي!” جسيم
تعتبر الأشعة الكونية عالية الطاقة نادرة للغاية في البداية، لكن فوجي قال إن جسيم أماتيراسو لديه مستوى طاقة لم نشهده خلال 30 عامًا من اكتشافات الأشعة الكونية.
في الواقع، عندما اكتشف الباحثون أماتيراسو باستخدام تجربة مصفوفة التلسكوب – التي تتضمن 507 أجهزة كشف منتشرة على مساحة 270 ميلًا مربعًا (699 كيلومترًا مربعًا) من الصحراء المرتفعة في مقاطعة ميلارد بولاية يوتا – اعتقدوا في البداية أن الاكتشاف لا بد أن يكون خطأ ما.
وقال فوجي: “اعتقدت أنه سيكون خطأي أو خلل، وبعد التحقق من تفاصيل الحدث، كنت متحمسًا لأجد أنه لم يكن خطأ”.
تم رصد جسيم أماتيراسو لأول مرة بواسطة تجربة مصفوفة التلسكوب في 27 مايو 2021، ويُظهر طاقة تبلغ 224 إكسا إلكترون فولت (EeV). بالنسبة للمسابقة، واحد EeV يعادل 10¹⁸ إلكترون فولت. وهذا يضع أماتيراسو على مستوى طاقة مماثل للأشعة الكونية الأكثر نشاطًا التي تم اكتشافها على الإطلاق – نعم، هذا هو “يا إلهي!” تم اكتشاف الجسيم في أكتوبر 1991 بواسطة كاميرا Fly’s Eye في Dugway Proving Ground بولاية يوتا. وكان الأخير لديه طاقة 320 إلكترون فولت.
وأوضح فوجي: “يجب أن يكون جسيم أماتيراسو رسولًا مهمًا من الكون حول الظواهر النشطة للغاية، لكننا بحاجة إلى حل أصل هذا الجسيم الغامض”.
قصص ذات الصلة:
– تمكن انفجار أشعة جاما “BOAT” الذي حطم الرقم القياسي من إزعاج الغلاف الجوي للأرض
– يتصرف بوزون هيغز الشهير تمامًا كما هو متوقع، كما تؤكد “معظم الدراسات الشاملة”.
– قد تقذف نفاثات الثقب الأسود الهائلة الأرض بـ “جسيمات شبحية”
لا يوجد جسم فيزيائي فلكي، أو أي حدث كوني في هذا الشأن، في الاتجاه الذي يبدو أن جسيم إلهة الشمس قد جاء منه. ولهذا السبب فإن العلماء غير متأكدين تمامًا من السبب الذي أدى إلى إنشائها. ولكن، في حين أن أصول جسيم أماتيراسو قد تكون غير معروفة حاليًا، إلا أن فوجي لديه بعض سبل التحقيق للمتابعة. والأهم من ذلك، أن بعض هذه الأفكار يمكن أن تمتد إلى ما هو أبعد من النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات، وهو أفضل مخطط لدينا لحديقة حيوانات الكون وكيفية تفاعل كل من تلك الجسيمات مع بعضها البعض.
وقال فوجي: “أحد الاحتمالات هو أن الجسيم قد تسارع بسبب ظواهر نشطة للغاية، مثل انفجار أشعة جاما أو تدفق من ثقب أسود فائق الكتلة يتغذى في مركز نوى المجرة النشطة”. “الاحتمال الآخر هو الخلق في سيناريو غريب مثل اضمحلال المادة المظلمة الثقيلة للغاية – جسيم جديد، من فيزياء غير معروفة خارج النموذج القياسي.”
كان الفريق يتعقب الأشعة الكونية باستخدام تجربة مصفوفة التلسكوب في ولاية يوتا منذ عام 2008، وسيواصل الآن القيام بذلك مع حساسية محسنة بمقدار أربعة أضعاف للمشروع الذي تمت ترقيته حديثًا. ويتوقعون أيضًا أن تشارك مراصد أخرى من الجيل التالي في عمل الأشعة الكونية لمساعدة العلماء على الشروع في تحقيق أكثر تفصيلاً لجسيم أماتراسو.
واختتم فوجي حديثه قائلاً: “أنا شخصياً متحمس لأنني وجدت لغزاً جديداً في العلم لحله”.
سيتم نشر بحث الفريق في 24 نوفمبر في مجلة Science.