Uzayın en enerjik gizemi: Amaterasu parçacığının kökeni çözülüyor

Küresel astrofizik dünyası, 2021 yılında tespit edilen ve ‘Amaterasu’ adı verilen gizemli parçacığın izini sürüyor. Dünyanın en güçlü parçacık hızlandırıcısı Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndan (LHC) tam 40 milyon kat daha fazla enerji taşıyan bu kozmik fenomenin, sanılanın aksine uzaydaki bir boşluktan değil, aktif bir yıldız oluşum galaksisinden gelmiş olabileceği saptandı.

Kozmik ışınlar üzerine yürütülen araştırmalarda, 1991 yılındaki parçacığından bu yana tespit edilen en yüksek enerjili ikinci parçacık olan Amaterasu, modern fiziğin sınırlarını test ediyor. Japon güneş tanrıçasının adını taşıyan bu ultra yüksek enerjili parçacık, ışık hızına yakın bir süratle evrende yol alırken, taşıdığı muazzam enerji miktarıyla bilim insanlarını ‘kozmik fabrikaların’ nerede olduğu sorusuna yöneltiyor.

İSTATİSTİKSEL MODELLEME İLE KOZMİK İZ SÜRME

Amaterasu’nun ilk tespit edildiğinde hiçbir yüksek enerjili olay barındırmayan ‘Yerel Boşluk’ (Local Void) bölgesinden geldiği düşünülüyordu. Ancak Max Planck Fizik Enstitüsü'nden Francesca Capel ve Nadine Bourriche, ‘Yaklaşık Bayes Hesaplaması’ adı verilen ileri bir istatistiksel teknik kullanarak bu tezi çürüttü.

Yapılan üç boyutlu simülasyonlar ve gerçek gözlemsel verilerin karşılaştırılması sonucunda, parçacığın kökenine dair şu veriler elde edildi:

• Potansiyel kaynak: Amaterasu'nun, düşük yoğunluklu bir boşluk yerine, M82 gibi yakınlardaki yoğun yıldız oluşumu gerçekleşen bir galaksiden gelme olasılığı çok daha yüksek.
• Manyetik alan etkisi: Uzaydaki manyetik alanların parçacık yörüngesi üzerindeki saptırıcı etkisi, yeni modelleme sayesinde daha hassas bir şekilde hesaplanabildi.
• Enerji ölçeği: Mevcut teknolojinin zirvesi olan LHC’nin üretebildiği enerjinin 40 milyon katı bir büyüklükten bahsediliyor.

STRATEJİK ÖNEM VE GELECEK VİZYONU

Maddenin en aşırı koşullardaki davranışını incelemek, sadece teorik fizik için değil, geleceğin enerji ve malzeme teknolojileri için de kritik önem taşıyor. Araştırmacı Nadine Bourriche, bu çalışmanın ‘fizik tabanlı simülasyonların gerçek verilerle en verimli buluşması’ olduğunu vurgularken; Francesca Capel ise ultra yüksek enerjili kozmik ışınların keşfinin evrenin devasa parçacık hızlandırma mekanizmalarını anlamamıza yardımcı olacağını belirtti.

"Amacımız, mevcut verilerin tam potansiyelini kullanarak bu enerjik parçacıkların kaynaklarını derinlemesine anlamak ve evrenin maddeyi bu kadar yüksek enerjilere nasıl hızlandırabildiğini çözmektir."

Bu keşif, hangi şiddetli kozmik olayların ‘ışın fabrikası’ olarak hizmet ettiğini belirlemekle kalmayacak, aynı zamanda uzay madenciliği ve derin uzay haberleşmesi gibi sektörlerin karşılaşabileceği radyasyon risklerinin analiz edilmesinde de temel bir veri kaynağı oluşturacak.