بر اساس یک مطالعه اخیر، یک کهکشان ممکن است منبع دومین پرتو کیهانی قدرتمند کشفشده تاکنون باشد. با این حال، فرضیههای دیگری نیز مطرح شدهاند و برای روشن شدن دقیق منشا این پرتو کیهانی، لازم است منتظر مشاهدات جدید بود.
آماتراسو، یک پرتو کیهانی فوقالعاده پرانرژی است که در سال ۲۰۲۱ توسط پروژه تلسکوپ آرایه در ایالات متحده کشف شد. انرژی این پرتو کیهانی بسیار چشمگیر بود و آن را به دومین پرتو کیهانی قدرتمند کشفشده در تاریخ تبدیل کرد. با این وجود، منشا و نقطه آغاز این پرتو کیهانی همچنان یک معما باقی مانده است و دانشمندان هنوز نتوانستهاند پاسخ قطعی برای اینکه این ذره از کجا آمده است ارائه دهند.
برخی از پژوهشگران پیشنهاد دادهاند که این پرتو کیهانی ممکن است از منطقهای موسوم به خلأ محلی یا Local Void آمده باشد. خلأ محلی یک بخش از فضاست که در نزدیکی کهکشان راه شیری قرار دارد و تعداد کهکشانهای آن بسیار کم است. با این حال، این فرضیه تا حدی تعجبآور به نظر میرسد، زیرا برای رسیدن به انرژی فوقالعاده بالای آماتراسو، لازم است که این ذره توسط ساختارهای عظیم و انرژیزای کیهانی شتاب گرفته باشد؛ ساختارهایی مانند سیاهچالهها یا ابرنواخترها که میتوانند ذرات را به سرعتهای بسیار بالا برسانند و انرژی آنها را افزایش دهند. بنابراین، منشأ خلأ محلی برای این پرتو کیهانی با توجه به انرژی بالای آن چندان منطقی به نظر نمیرسد و این موضوع باعث شده که دانشمندان به دنبال گزینههای دیگری باشند.
مطالعهای که به تازگی در مجله Astrophysical Journal منتشر شده، منشأ دیگری را برای این پرتو کیهانی پیشنهاد میکند. بر اساس یافتههای این مطالعه، کهکشان M82 ممکن است منبع آماتراسو باشد. M82 یک کهکشان مارپیچی بسیار فعال است که تقریباً ۱۲ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد. این کهکشان دارای بادهای کهکشانی فوقالعاده قوی، سیاهچالههای فعال و فعالیتهای انفجاری متعددی است که منجر به شکلگیری ابرنواخترها شده است. چنین شرایطی باعث میشود M82 محیط مناسبی برای شتاب دادن به ذرات با انرژی بسیار بالا و تولید پرتوهای کیهانی قدرتمند ایجاد کند.
بادهای کهکشانی M82 از طریق فشار و انرژی عظیمی که ایجاد میکنند میتوانند ذرات را شتاب داده و به سرعتهای نزدیک به نور برسانند. همچنین، حضور سیاهچالههای فعال در مرکز این کهکشان میتواند نقش مهمی در فرآیند شتابدهی به ذرات ایفا کند، زیرا میدانهای مغناطیسی شدید و جریانهای ذرات پرسرعت اطراف این سیاهچالهها قادر به افزایش انرژی ذرات هستند. علاوه بر این، ابرنواخترهای مشاهده شده در M82 با انفجارهای عظیم خود موجهای شوک ایجاد میکنند که این موجها نیز میتوانند ذرات را شتاب داده و به انرژیهای بسیار بالا برسانند. بنابراین، ترکیب این عوامل میتواند باعث شود که ذرهای مانند آماتراسو انرژی فوقالعاده بالایی کسب کند و به زمین برسد.
این مطالعه تأکید میکند که بررسی ذرات فوقالعاده پرانرژی مانند آماتراسو، میتواند به درک بهتر دانشمندان از فرآیندهای فیزیکی در کهکشانهای فعال و تعاملات پیچیده میان بادهای کهکشانی، سیاهچالهها و ابرنواخترها کمک کند. مطالعه چنین ذراتی همچنین اطلاعات ارزشمندی درباره نحوه شتابدهی ذرات در فضا و تأثیر محیط کهکشانی بر انرژی آنها ارائه میدهد و میتواند برای درک بهتر مکانیزمهای کیهانی در مقیاسهای بزرگ مورد استفاده قرار گیرد.
با توجه به اینکه آماتراسو یکی از قدرتمندترین پرتوهای کیهانی کشف شده است، شناسایی منبع آن اهمیت زیادی دارد. اگر M82 واقعاً منبع این ذره باشد، این موضوع نشان میدهد که کهکشانهای فعال میتوانند نقش مهمی در تولید ذرات فوقالعاده پرانرژی ایفا کنند. این یافتهها همچنین میتوانند در مطالعات آینده درباره منشأ پرتوهای کیهانی و نحوه توزیع آنها در جهان به کار گرفته شوند و به توسعه مدلهای فیزیکی دقیقتر کمک کنند.
با بررسی و رصدهای بیشتر، دانشمندان امیدوارند بتوانند مسیر حرکت و منشا دقیق آماتراسو را مشخص کنند و همچنین بفهمند که چه فرآیندهایی در کهکشان M82 یا دیگر کهکشانهای فعال باعث شتابدهی چنین ذرات قدرتمندی میشوند. این اطلاعات میتواند به کشف قوانین و الگوهای کلی در رفتار پرتوهای کیهانی کمک کرده و درک ما از جهان و انرژیهای عظیم موجود در کهکشانها را گسترش دهد.
در نهایت، این کشف نه تنها یک گام مهم در شناسایی پرتوهای کیهانی فوقالعاده پرانرژی است، بلکه بینشهای جدیدی درباره نقش کهکشانهای فعال در تولید ذرات پرانرژی و فرآیندهای فیزیکی پیچیده در محیطهای کیهانی فراهم میآورد. مطالعه ذراتی مانند آماتراسو میتواند دریچهای به فهم بهتر جهان در مقیاسهای بزرگ باز کند و کمک کند دانشمندان بتوانند ارتباط میان ساختارهای عظیم کیهانی و ذرات پرانرژی را بهطور دقیقتر تحلیل کنند. با ادامه تحقیقات و مشاهدات آینده، ممکن است بتوان راز منشأ این پرتو کیهانی و سایر ذرات مشابه را آشکار کرد و تصویری روشنتر از دنیای پرانرژی کیهانی به دست آورد.
