Naučnici su pokušali da objasne kako je izuzetno energičan foton povezan sa gama-bljeskom "BOAT" preživeo put od dve milijarde svetlosnih godina. Detektovan 9. oktobra 2022. od strane ruskog Carpet detektora, foton je imao oko 300 TeV energije, što po standardnoj fizici nije trebalo da bude moguće zbog interakcije sa kosmičkim mikrotalasnim pozadinskim zračenjem. U radu objavljenom u Physical Review Letters predložena je uloga aksion-sličnih čestica koje bi mogle omogućiti privremenu konverziju fotona i njegovo bezbedno putovanje, a vremenski raspored detekcija iz Kine podržava predviđanje o kašnjenju od oko sat vremena.
Kako je najenergetskiji foton iz bljeska "BOAT" ipak stigao do Zemlje — nova hipoteza sa aksion-sličnim česticama
This cosmic particle was never meant to reach Earth. Now scientists think they finally know why it did
Ananas na pici i kiša vikendom su trivijalni paradoksi — ali jedan ozbiljniji zagonetni događaj iz kosmosa zaista je iznenadio naučnike: izuzetno energičan foton povezan s gama-bljeskom nazvanim "BOAT" stigao je do Zemlje iako po pravilima standardne fizike nije trebalo da preživi put od dve milijarde svetlosnih godina.
Mali, ali izuzetno energičan foton potekao je iz veoma jakog gama-bljeska udaljenog oko dve milijarde svetlosnih godina. Bljesak je bio toliko intenzivan da su ga istraživači prozvali BOAT ("Brightest Of All Time").
9. oktobra 2022. godine ruska mreža detektora Carpet registrovala je jedan foton sa procenjenom energijom od oko 300 tera-elektron-volti (300 TeV). To je najviša energija zabeležena za pojedinačni foton iz gama-bljeska i znatno premašuje energije koje postižu svi ljudski akceleratori, uključujući i Veliki hadronski sudarač.
Prema standardnoj teoriji, foton te energije trebao je da stupi u interakciju sa fotonima kosmičkog mikrotalasnog pozadinskog zračenja (CMB) i pri tome proizvede par elektron–pozitron, što bi ga ubrzo uništilo. Drugim rečima, put od nekoliko milijardi svetlosnih godina činio je takvu detekciju izuzetno neočekivanom.
U radu objavljenom u časopisu Physical Review Letters, dvojica fizičara predlažu mogućeg „krivca“ za preživljavanje tog fotona: hipotetičke ultralake čestice poznate kao aksion-slične čestice (ALP). Po njihovoj hipotezi, visokofrekventni foton bi se u jačim magnetnim poljima mogao pretvoriti u ALP, zatim putovati dugo bez interakcije sa CMB-om i konačno se rekombinovati u foton blizu Zemlje — čime bi zaobišao uobičajeno apsorpciono pravilo.
Autori takođe ističu da bi, prema tom scenariju, najenergetskiji foton trebalo da stigne nešto kasnije od manje energičnih fotona iz istog bljeska. Upravo tako: podaci kineske opservatorije pokazuju emisije manje energije otprilike sat vremena pre nego što je Carpet registrovao ekstremno energičan foton.
"Najzanimljiviji aspekt našeg rada je što po prvi put povezuje dve ideje koje su do sada razvijane odvojeno", rekao je Marco Roncadelli, astronom iz Italijanskog nacionalnog instituta za nuklearnu fiziku (INFN) i koautor studije. "Ako buduća opažanja potvrde ovaj scenario, Svemir bi postao prirodni laboratorij za proučavanje kvantne gravitacije na energijama mnogo većim nego što ih može dostići bilo koji akcelerator napravljen na Zemlji."
Treba naglasiti da su aksion-slične čestice još hipotetičke i da za potvrdu ove interpretacije treba više nezavisnih posmatranja i detaljnijih analiza magnetnih polja duž linije vida. Ipak, ovo zapažanje i predloženi mehanizam otvaraju uzbudljiva pitanja o novoj fizici i o tome kako nam ekstremni događaji u svemiru mogu služiti kao „prirodni akceleratori" za ispitivanje temeljnih zakona.
Pomozite nam da budemo bolji.
