Zvětšit obrázek

Mapa oblohy ukazuje směr příletu 27 částic s nejvyššími energiemi (kroužky). Červené hvězdičky vyznačují polohy 472 aktivních galaktických jader do vzdálenosti 250 miliónů světelných let. Modře je vyznačena část obloze pozorovatelná z PAO (sytost odpovídá délce expozice). Kredit – Pierre Auger Observatory

Kosmickým zářením nazýváme nabité částice jako protony nebo atomová jádra, které nepřetržitě dopadají na zemskou atmosféru z vesmíru. Pocházejí z nejrůznějších zdrojů – ať už je to přímo naše Slunce nebo jiné objekty uvnitř Galaxie, například pozůstatky supernov. Jejich energie se rovněž liší případ od případu. Jsou ale mezi nimi pozorovány skutečně exotické částice – představme si například jediný proton, který má ovšem energii srovnatelnou s tenisovým míčkem letícím rychlostí 100 km/hod.

Zvětšit obrázek

Schéma činnosti observatoře ukazuje částici kosmického záření, která spustí sekundární spršku tvořenou miliardami částic v atmosféře. Ta je zaznamenána fluorescenčními dalekohledy a dalšími detektory. Kredit – Pierre Auger Observatory

Vysvětlení původu takových částic není ovšem jednoduché. Až doposud byla vyslovena řada teorií. Jedna z nich jako zdroj takových giganticky energetických částic považuje aktivní galaktická jádra. Galaxie s aktivním jádrem má ve svém středu monstrózní černou díru, která doslova hltá veškerý okolní materiál. Ten se řítí dovnitř černé díry a přitom vysílá jak částice s vysokou energií tak i samotné záření.

Tolik tedy jedna z teorií, kterou se ovšem až doposud – a stejně jako všechny ostatní – nepodařilo prokázat. Nicméně jak se zdá, důkaz nyní předložen byl. Přišel s ním rozsáhlý mezinárodní tým vědců, kteří se podílejí na projektu Observatoře Pierra Augera v Argentině. Tato observatoř je schopná zaznamenat nejrůznější částice kosmického záření při jejich vstupu do zemské atmosféry. Částice při interakci s ní totiž vytvoří kaskádu sekundárního záření, kterou je možno detekovat. Jako prvnímu se to v historii podařilo v roce 1938 právě francouzskému vědci, podle kterého je observatoř pojmenována.

Pierre Auger Observatory (PAO) je tvořena 1600 detektory a 24 fluorescenčními dalekohledy, které jsou rozmístněny na ploše 3000 km čtverečních. Do provozu byla uvedena v roce 2004 a až dosud se podařilo uvést do chodu 1400 detektorů. Hybridní systém detektorů umožňuje velmi dobře odhadnout energii původní částice a její dráhu. Na tomto rozsáhlém mezinárodním projektu se podílejí i vědci z České republiky.

Zvětšit obrázek

Jedna ze čtyř budov s fluorescenčními dalekohledy, vedle komunikační věž a v popředí jeden z 1600 povrchových detektorů. Kredit – Pierre Auger Observatory

Za dobu svého provozu zaznamenala PAO již na milión spršek kosmického záření, ovšem jen ty nejvíce energetické částice lze přesněji ztotožnit se zdroji na obloze. To se v současné době podařilo pro pouhých 77 spršek, které byly způsobeny částicemi kosmického záření s energiemi vyššími než 40 EeV (4.10^19 elektronvoltů). Nejistota určení polohy zdroje na obloze činí v těchto případech méně než 1 úhlový stupeň.

Zvětšit obrázek

Každý z povrchových detektorů pro svou autonomní činnost potřebuje jen 20 W sluneční energie. Signál z detektoru je automaticky přenášen rádiově do centrální observatoře. Kredit – Pierre Auger Observatory

Údaje o 27 částicích s energiemi nad 57 EeV byly srovnány s polohami 318 galaxií s aktivními jádry a ukázalo se, že souvislost mezi nimi není náhodná. Analýza prokázala, že všech 27 částic přichází z těch částí oblohy, kde se nachází některé z relativně blízkých aktivní galaktických jader. Už dřívější teoretické práce totiž ukázaly, že ani takto vysoce energetické částice nemohou ve vesmíru urazit vzdálenosti větší než několik stovek miliónů světelných roků. Při svém putování vesmírem se totiž srážejí s fotony reliktního záření a postupně ztrácejí svou energii.

Na druhou stranu drtivá většina spršek pochází z méně energetických částic kosmického záření, u kterých je ovšem problém nalézt jejich zdroj. Na rozdíl od výše zmíněných gigantů je totiž jejich dráha výrazně ovlivněna magnetickými poli uvnitř galaxie a tak v podstatě není možné určit, odkud vlastně přiletěly.

Těch nejvíce energetických částic je ovšem velmi málo. Na 1 km^2 dopadá v průměru jedna taková částice za sto let. Jen díky tomu, že PAO pokrývá tak rozsáhlou oblast, je schopna zachytit každým rokem zachytit na 30 takových částic.

Zdroj:
Pierre Auger Observatory
NewScientist.Com