Razele cosmice sunt cu adevărat particule sub-atomice, fiind în principal protoni (nuclei de hidrogen) și, ocazional, heliu sau nuclei atomici mai grei și, ocazional, electroni. Particulele de raze cosmice sunt foarte energice ca urmare a faptului că au o viteză substanțială și, prin urmare, un impuls substanțial.
Particulul Oh-My-God detectat peste Utah în 1991 a fost probabil un proton care călătorește la 0,999 (și adăugă încă 20 x 9s după aceea) a vitezei luminii și presupunea că transporta aceeași energie cinetică ca un baseball care se deplasează la 90 de kilometri și ora.
Energia sa cinetică a fost estimată la 3 x 1020 electroni volți (eV) și ar fi avut energia de coliziune de 7,5 x 1014 eV când a lovit o particulă atmosferică - din moment ce nu poate renunța la toată energia sa cinetică în coliziune. Resturile cu mișcare rapidă o îndepărtează și există pierderi de căldură. În orice caz, aceasta este încă de aproximativ 50 de ori de energia de coliziune pe care ne așteptăm ca Marele Colizor de Hadron (LHC) să o poată genera la întreaga putere. Așadar, acest lucru vă oferă o bază solidă pentru a-i batjocori pe oameni care sunt încă convinși că LHC va distruge Pământul.
Acum, majoritatea particulelor de raze cosmice sunt cu energie redusă, până la 1010 eV - și apar local din raze solare. O altă clasă mai energică, până la 1015 eV, se crede că provin din altă parte a galaxiei. Este dificil să se stabilească sursa lor exactă, deoarece câmpurile magnetice ale galaxiei și sistemul solar își modifică traiectoriile, astfel încât să ajungă la o distribuție uniformă pe cer - ca și cum provin de pretutindeni.
Dar, în realitate, aceste raze cosmice galactice provin probabil de la supernove - foarte probabil într-un proces de eliberare întârziată, deoarece particulele sărită înainte și înapoi în câmpul magnetic persistent al unei rămășițe de supernova, înainte de a fi catapultat în galaxia mai largă.
Și apoi există raze cosmice extragalactice, care sunt din soiul Oh-My-God, cu niveluri de energie care depășesc 1015 eV, chiar mai rar depășind 1020 eV - care sunt denumite mai formal raze cosmice ultraenergetice. Aceste particule circulă foarte aproape de viteza luminii și trebuie să fi avut o lovitură de lovitură pentru a atinge astfel de viteze.
Cu toate acestea, o aură, probabil, exagerată de mister a înconjurat în mod tradițional originea razelor cosmice extragalactice - așa cum este exemplificat în titlul Oh-My-God.
În realitate, există limite la cât de departe poate provoca o particulă ultra-înaltă de energie - deoarece, dacă nu se ciocnesc cu altceva, vor ajunge în cele din urmă la limita Greisen – Zatsepin – Kuzmin (GZK). . Aceasta reprezintă probabilitatea ca o particulă cu mișcare rapidă să se ciocnească în cele din urmă cu un foton de fundal cosmic cu microunde, pierzând energia și viteza impulsului în proces. Rezultă că razele cosmice extragalactice păstrează energii de peste 1019 eV nu poate fi originar dintr-o sursă mai lungă de 163 de milioane de ani lumină de Pământ - o distanță cunoscută sub numele de orizont GZK.
Observații recente ale Observatorului Pierre Auger au descoperit o puternică corelație între tiparele razelor cosmice extragalactice și distribuția galaxiilor din apropiere cu nucleele galactice active. Biermann și Souza au venit acum cu un model bazat pe dovezi pentru originea razelor cosmice galactice și extragalactice - care are o serie de predicții testabile.
Ei propun ca razele cosmice extragalactice să fie răsucite în discurile superioare de acreție ale găurilor negre, care stau la baza nucleelor galactice active. Mai mult, ei estimează că aproape toate razele cosmice extragalactice care ajung pe Pământ provin din Centaur A. Deci, niciun mister imens - într-adevăr o zonă bogată pentru cercetări ulterioare. Particule dintr-un disc activ de acreție a găurilor negre supermasive din altă galaxie sunt livrate la ușa noastră.
Citire ulterioară: Biermann și Souza Pe o origine comună a razelor cosmice galactice și extragalactice.
