Geheimnisvolle kosmische Strahlen lassen Wissenschaftler im Dunkeln

Das Geheimnis des Ursprungs der stärkste kosmische Strahlung vertieft hat, wie neue Hinweise in Hauptverdächtigen, die mächtigsten Explosionen im Universum, deuten darauf hin, dass sie wahrscheinlich nicht möglichen Schuldigen sind, sagen Forscher.

Kosmische Strahlung sind geladene Elementarteilchen, die tief aus dem Weltraum auf die Erde Streifen. Ein paar seltene kosmische Strahlung sind außerordentlich kräftig, mit Energien bis zu 100 Millionen Mal größer als irgendeiner von menschengemachten Partikel Atomwissenschaftler, wie Large Hadron Collider des CERN erreicht. Die Quellen für diese kosmischen Strahlen sind ein Mysterium.

"Die Natur ist in der Lage, Elementarteilchen zu makroskopischen Energien zu beschleunigen", sagte Co-Studienautor Francis Halzen der Universität Wisconsin-Madison, Forschungsleiter am IceCube Neutrino-Observatorium, eine massive Teleskop entwickelt, um die winzigen Teilchen zu finden. "Es gibt im Grunde nur zwei Ideen wie sie dies tut – in gravitativ angetriebenen Teilchen fließt in der Nähe die supermassiven schwarzen Löcher in den Zentren der aktiven Galaxien und der Zusammenbruch der Sterne zu einem schwarzen Loch von Astronomen als Gamma Ray Bursts gesehen."

Der Hauptverdächtige

Gamma Ray Bursts sind die mächtigsten Explosionen im Universum. Emittieren sie soviel Energie wie unsere Sonne während ihrer gesamten 10 Milliarden Jahre Lebensdauer überall von Millisekunden bis Minuten.

"Einige Gamma Ray Bursts sind vermutlich bricht von massereichen Sternen — Hypernovas — während andere gedacht werden, um Kollisionen von schwarzen Löchern mit anderen schwarzen Löchern und Neutronensternen, werden", sagte Studie Co-Autor Spencer Klein aus dem US-Department of Energy Lawrence Berkeley National Laboratory. "Beide Arten produzieren kurze, aber intensive Blasten der Strahlung."

Neuer Erkenntnisse kann jetzt als Quellen dieser hochenergetischen kosmischen Strahlen Gamma Ray Bursts ausschließen.

Forscher beschäftigt die IceCube Neutrino-Detektor, ein Array von Tausenden von Detektoren umfasst ein Kubikkilometer klar antarktischen Eis am Südpol. Neutrinos sind geisterhafte Teilchen, die oft direkt durch Materie, nur selten auffällig Atome passieren.

"Dies ist eine Coming-of-Age für Neutrino-Astronomie – zum ersten Mal, wir in der Lage sind, Neutrino Daten als eine neue Art der Betrachtung astrophysikalische Objekte benutzen und etwas materiellen über sie, sagen", sagte Co-Studienautor Nathan Whitehorn, ein Physiker an der Universität von Wisconsin-Madison, die aktuelle Gamma-Ray führte burst Forschung mit Peter Redl von der University of Maryland.

Beweise deuten an anderer Stelle

Die Ermittler konzentrierten sich auf Neutrinos dessen Energieniveaus deuten darauf hin, dass sie mit Gamma Ray Bursts verknüpft sind. Die Feuerbälle, die Anlass zu den Gammastrahlen in Gamma Ray Bursts gesehen wurden gedacht, um potenziell schleudern Teilchen bei sehr hohen Energien, kosmische Strahlung und energetischen Neutrinos zu generieren.

Nach der Analyse der Daten auf 307 Gammastrahlen-Ausbrüche in den Jahren 2008 und 2009 entdeckten die Wissenschaftler, dass diese Neutrinos mindestens 3,7-Mal niedriger als erwartet waren. Dies deutet darauf hin, Gamma Ray Bursts sind wahrscheinlich nicht die Quellen der mächtigsten kosmische Strahlen.

"Nach beobachten Gammastrahlen-Ausbrüche seit zwei Jahren, haben wir nicht erkannt die verräterischen Neutrinos für cosmic-Ray Beschleunigung," Halzen sagte.

Dennoch könnte es sein, dass aktuelle Modelle der Neutrino-Produktion aus diesen Ereignissen aus sein könnte.

"Wir nicht ganz klar doch, welche dieses Neutrino Flussmittel wir nicht sehen, könnte bedeuten," sagte Whitehorn SPACE.com. "Unser Verständnis von Gamma-Ray Bursts ist nicht vollständig – es gibt eine Menge theoretische Unsicherheit. Ich vermute, was geschehen ist, dass es eine Menge Anstrengungen in der Theorie Gemeinschaft wie wird man Neutrino Flussmitteln kompatibel mit den Ergebnissen."

Anstelle von Gamma Ray Bursts beachten Sie Forscher, dass schwarze Löcher in den Zentren oder die Kerne aktiver Galaxien möglicherweise verantwortlich für diese hochenergetischen kosmischen Strahlung saugen in der Materie und spuckt große Partikel Jets wie sie Schlucht.

"Aktive galaktische Kerne sind groß – große großen Beschleunigern, die Partikel, die auf sehr hohe Energien beschleunigt werden können" so Klein, ein langjähriges Mitglied der IceCube Zusammenarbeit.

IceCube hat Neutrinos von aktiven galaktischen Kernen gesucht, aber die Daten sind noch nicht schlüssig.

Die Wissenschaftler ihre Ergebnisse detailliert von morgen (April 19) Ausgabe der Fachzeitschrift Nature.

Diese Geschichte wurde von zur Verfügung gestellt SPACE.com , eine Schwester-site zu LiveScience. Folgen Sie SPACE.com für die neuesten Weltraumwissenschaft und Exploration News auf Twitter @Spacedotcom und auf Facebook.