Обработав результаты наблюдений антарктической обсерватории IceCube, американские учёные составили карту пространственного распределения космических лучей в Южной полусфере. Основной задачей обсерватории считается регистрация астрофизических нейтрино. Поскольку вероятность взаимодействия нейтрино с веществом очень мала, детектор, обнаруживающий эти частицы, должен иметь солидные размеры.

В случае IceCube регистрирующие модули, оснащённые фотоэлектронными умножителями и нанизанные на «нити», устанавливаются на глубине от 1 450 до 2 450 м в толще льда, полезный объём которого примерно равен одному кубическому километру. Нейтрино свободно проходят сквозь лёд, но в редких случаях всё же взаимодействуют с нуклонами, рождая заряженные частицы. Если последние движутся со скоростью, превышающей фазовую скорость распространения света во льду, их перемещение сопровождается черенковским излучением, за которым и следят фотоумножители.

IceCube также регистрирует огромное количество мюонов, образующихся при взаимодействии космических лучей тераэлектронвольтовых энергий с атмосферой Земли. Хотя эти события считаются фоновыми, физики сумели найти им применение.

Скважины в антарктическом льду, в которые опускаются «нити» с модулями, проделываются специальной буровой установкой, использующей горячую воду. (Фото James Roth.)

Чуть меньше года назад была собрана первая версия карты, построенной по мюонному фону. Тогда учёные использовали данные, собранные 22 «нитями». Новый, более точный вариант, представленный на собрании Американского физического общества в Анахайме, основан на измерениях, выполненных с мая 2009-го по май прошлого года 59 «нитями». За это время IceCube зарегистрировала 32 миллиарда мюонов космического происхождения.

Карта даёт понять, что поток космических лучей пространственно неоднороден, то есть из некоторых областей неба высокоэнергетичные частицы приходят чаще, чем из других. Такая «горячая точка» лежит, к примеру, в направлении остатка сверхновой в южном созвездии Парусов, который действительно может быть источником космических лучей. Происхождение этой точки, однако, нельзя считать установленным, так как остаток удалён более чем на 800 световых лет от Земли; частицы, преодолевшие столь значительное расстояние и испытывавшие на своём пути воздействие магнитных полей Галактики, не должны сохранять исходную направленность своего движения. Такие же проблемы возникают при рассмотрении других аналогичных участков на карте.

Интересно, что «горячие точки» с более интенсивным потоком космического излучения обнаруживались и в Северной полусфере обсерваториями Milagro (Лос-Аламос, Нью-Мексико) и Tibet Air Shower (Тибетский автономный район Китая).

Подготовлено по материалам NewScientist.

Нет комментариев.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.