4 Minuten
Neįprastos radijo bangos aptiktos po Antarktidos ledu
Bandydami suprasti Visatos ekstremaliausius reiškinius, mokslininkai susidūrė su viena įdomiausių kosminių mįslių pastaraisiais dešimtmečiais. Prieš beveik dvidešimt metų NASA vadovaujamos mokslinės oro baliono misijos metu virš Antarktidos buvo aptiktas paslaptingas, nepaaiškinamas radijo bangų pliūpsnis, sklindantis iš gilių Antarktidos ledo sluoksnių. Šį netikėtą atradimą užfiksavo Antarktinė impulsinių tranzitinių antenų sistema (ANITA), kuri nuo tada meta iššūkį tradiciniams dalelių fizikos modeliams ir paskatino nuolatinę atsakymų paiešką.
ANITA eksperimentas: netikėtumų atskleidimas
ANITA — tai didelio aukščio oro balionu nešama radijo observatorija, specialiai sukurta aptikti itin didelės energijos kosminių spindulių sroves — paslaptingas daleles iš kosmoso, pasiekiančias Žemę. 2006 metais, stebint užšalusį žemyną, ANITA užfiksavo trumpą, stiprų radijo signalą, sklindantį ne iš viršaus, kaip buvo tikėtasi, bet iš apačios — tarsi energingų dalelių kaskada skverbtųsi pro Antarktidos ledą į paviršių. Šis reiškinys prieštaravo visiems tuometiniams lūkesčiams ir priminė apverstą įprasto kosminio spindulio įvykio versiją.
Panašus anomalus signalas aptiktas ir per 2014 metų ANITA skrydį, dar labiau gilindamas šią paslaptį. Kadangi žinomi astrofiziniai procesai nepateikė tinkamo paaiškinimo, mokslininkai ėmė svarstyti galimybę, jog už šių signalų slepiasi dar neatrasta subatominė dalelė.
Signalo kilmės tyrimai: dalelių fizikos mįslė
Astrofizikė Stephanie Wissel iš Pensilvanijos valstijos universiteto, daug prisidėjusi prie šių atradimų analizės, paaiškina: „Užfiksuotos radijo bangos atsklido labai statmenais kampais — apie 30 laipsnių žemiau ledo paviršiaus.” Ši geometrinė ypatybė dar labiau apsunkino paslaptį, nes trūko paaiškinimo, kaip toks signalas galėjo kilti ir prasiskverbti pro tankų Antarktidos ledyną.
Viena iš svarstytų versijų buvo ta, kad signalus galėjo sukelti tau neutrina — itin reto ir sunkiai aptinkamo „vaiduoklio“ tipo subatominė dalelė, galinti kirsti visą Žemę ir išeidama iš ledo skelbti radijo impulsą. Tačiau ši hipotezė turi iššūkių: neutrinai labai retai sąveikauja su medžiaga, o jų aptikimui paprastai reikia milžiniškų tankių detektorių. Be to, tik 2014-ųjų ANITA įvykis buvo susietas su potencialia supernova, kuri galėjo sukelti tokį neutrino „liūtį“, bet analogiškų astrofizinių įvykių nebuvo užfiksuota 2006 metų signalui.
Neutrinų versija atmetama: ką iš tiesų aptiko ANITA?
Tyrimą pratęsė tarptautinė mokslininkų komanda, išanalizavusi didelį kiekį duomenų iš Pierre Auger observatorijos Argentinoje — vienos didžiausių kosminių spindulių tyrimo aikštelių. Jie modeliuodami nagrinėjo, kaip ANITA užfiksuoti unikalūs radijo impulsai pasireikštų Pierre Auger duomenyse, ir patikrino daugiau nei dešimtmetį stebėtų įrašų nuo 2004 iki 2018 metų. Rezultatai parodė, kad panašių anomalijų neaptikta, todėl neutrinas kaip pagrindinis šio reiškinio šaltinis buvo atmestas. Tačiau tai tik dar labiau pagilino mįslę, nes šiuo metu nėra žinomos nei dalelių, nei kosminių procesų, galinčių paaiškinti šiuos signalus.
Kaip pažymi Wissel: „Kiekvieną akimirką per jūsų nagą praeina milijardai neutrinų, niekaip su juo nesąveikaudami. Jei aptinkame tokius retus signalus, paprastai tai reiškia, kad labai energinga dalelė įveikė milžinišką atstumą nepažeista. Tačiau šiuo atveju visos standartinės hipotezės nepasitvirtino.”
Tolimesnis kelias: naujos misijos ir atsakymų paieška
ANITA eksperimentui užbaigus paskutinį skrydį 2016-aisiais, tolesnė paieška perduota naujos kartos stebėjimų platformoms. Artimiausiu metu veiklą pradės nauja Antarktidos balionų misija — Itin didelės energijos reiškinių observatorijos sistema (PUEO), kuri bus ANITA projekto tęsėja. Ši pažangi platforma pasižymi gerokai didesniu jautrumu ir detekcijos galimybėmis, todėl viliasi užfiksuoti daugiau tokių nepaaiškintų aukštos energijos kosminių įvykių.
Žvelgdama į ateitį, Wissel išlieka optimistiška: „Tai viena iš didžiausių neišaiškintų dalelių astrofizikos mįslių. Kai startuos PUEO, moderni įranga leis užfiksuoti daugiau tokių anomalinių signalų ir, galbūt, atskleisti jų tikrąją kilmę. Neatmetama, kad mums pavyks pagaliau aptikti ieškomus neutrino ženklus, kas suteiktų naujų žinių apie pačius energingiausius Visatos procesus.”
Išvados
Paslaptingi radijo impulsai, sklindantys iš po Antarktidos ledo, ir toliau metą iššūkį moksliniam supratimui, praplėsdami dalelių fizikos ir astrofizikos ribas. Neaišku, ar šie signalai žymi naujų dalelių atradimą, ar atskleidžia neištirtus radijo bangų plitimo reiškinius, tačiau jų tyrimas skatina technologijų tobulėjimą ir žymi naują kosminių tyrimų erą. Tik didesni stebėjimai ir pažangesni projektai, tokie kaip PUEO, gali padėti atskleisti po Žemės pietų ledynu slypinčias paslaptis ir gal netgi pakeisti mūsų Visatos suvokimą.
Kommentare