Από που έρχονται οι κοσμικές ακτίνες;

Η προέλευση των κοσμικών ακτίνων – ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια όπως πρωτόνια που κινούνται με ταχύτητες που πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός - ήταν ένα από τα μυστήρια της φυσικής και φαίνεται πως θα συνεχίσουν να είναι για λίγο ακόμα. Για να δημιουργηθούν σωματίδια με τέτοιες ταχύτητες απαιτούνται εξαιρετικά έντονες αστροφυσικές συνθήκες.

Μια από τις πιθανές πηγές των κοσμικών ακτίνων ήταν οι εκλάμψεις ακτίνων γάμα (Gamma Ray Bursts – GRB). Πρόκειται για πίδακες ακτίνων γάμα και Χ τεράστιας ισχύος (μέσα σε ελάχιστα δευτερόλεπτα απελευθερώνεται όση ενέργεια παράγει ο ήλιος μας σε όλη του τη ζωή) που εκπέμπονται από άστρα που πεθαίνουν καθώς καταρρέουν βαρυτικά σχηματίζοντας αστέρες νετρονίων ή μαύρες τρύπες.
Οι φυσικοί χρησιμοποιούν έναν τεράστιο ανιχνευτή νετρίνων που βρίσκεται στην Ανταρκτική και ονομάζεται IceCube, για να επιβεβαιώσουν το γεγονός ότι πράγματι μαζί με τις εκλάμψεις ακτίνων γάμα παράγονται και κοσμικές ακτίνες.
Ο ανιχνευτής IceCube καταγράφει τις σπάνιες αλληλεπιδράσεις των νετρίνων με τον πάγο. Τα νετρίνα μπορούν εύκολα να διασχίσουν ανθρώπους, τοίχους ή και ολόκληρους πλανήτες, όπως η Γη, χωρίς να αλληλεπιδράσουν με την ύλη.
Για την ανίχνευση των σπάνιων αλληλεπιδράσεών τους, το IceCube περιλαμβάνει ένα κυβικό χιλιόμετρο πάγων (χωράει τη μεγάλη πυραμίδα της Γκίζας 400 φορές), και είναι εξοπλισμένο με 5.160 οπτικούς αισθητήρες μέχρι και 2,5 χιλιόμετρα βαθιά μέσα στον πάγο.

Στον ανιχνευτή IceCube εργάζονται 250 φυσικοί και μηχανικοί από τις ΗΠΑ, Γερμανία, Σουηδία, Βέλγιο, Ελβετία, Ιαπωνία, Καναδάς, Νέα Ζηλανδία, την Αυστραλία και Μπαρμπάντος.

Η παραγωγή κοσμικών ακτίνων θάπρεπε σύμφωνα με τη θεωρία να συνοδεύεται από την παραγωγή νετρίνων.

Όμως οι παρατηρήσεις περίπου 300 εκλάμψεων γάμα δεν περιείχαν καμιά ένδειξη νετρίνων, άρα ούτε και κοσμικών ακτίνων.

Σε σημερινή δημοσίευση στο περιοδικό Nature , οι επιστήμονες του ανιχνευτή νετρίνων IceCube επισημαίνουν ότι σε έρευνα που περιλάμβανε την μελέτη 300 εκρήξεων γάμα σε συνεργασία με τα δορυφορικά τηλεσκόπια ακτίνων γ SWIFT και Fermi, στο χρονικό διάστημα μεταξύ Μαΐου 2008 και Απριλίου 2010, παραδόξως δεν ανίχνευσαν τα αναμενόμενα νετρίνα.

Το γεγονός αυτό έρχεται σε αντίθεση τις μέχρι τώρα θεωρητικές προβλέψεις, που σημαίνει ότι οι εκλάμψεις των ακτίνων γάμα ή δεν είναι οι μόνες πηγές κοσμικών ακτίνων με ενέργειες ΤeV (1012 eV) ή ότι η παραγωγή νετρίνων στις διαδικασίες αυτές είναι πολύ μικρότερη σε σχέση με τους θεωρητικούς υπολογισμούς.

www.universetoday.com