W ziemską atmosferę nieustannie wpadają cząstki, miotane nie tylko przez Słońce, ale również obiekty spoza Układu Słonecznego. Niektóre z nich niosą monstrualne energie, zdecydowanie przewyższające osiągi naszych akceleratorów. Jeden z takich rozpędzonych „pocisków” uchwyciło niedawno obserwatorium High Energy Stereoscopic System (HESS).
Zarejestrowana wiązka elektronów (i pozytonów) osiągnęła niespotykaną dotąd wartość ponad 40 teraelektronowoltów (40×1012 eV).
Od razu zdementuję pojawiające się tu i ówdzie błędne nagłówki, jakoby był to ogólny rekord energii promieniowania kosmicznego. Już od ponad pół wieku astronomowie spotykają cząstki klasyfikowane jako UHECR (Ultra-High-Energy Cosmic Ray): głównie rozpędzone protony o energii powyżej 1 eksaelektronowolta, gdzie 1 EeV to 1018 eV. Najbardziej mocarne zdarzenia tego rodzaju, to detekcja Oh-My-God oraz ubiegłoroczna Amaterasu, o nieprawdopodobnych wartościach, sięgających kolejno 320 oraz 240 EeV.
Nie zmienia to faktu, że wiązka odkryta za pośrednictwem HESS, pozostaje rekordowa w swojej kategorii „wagowej”. 40 TeV to prawie sześć razy więcej od energii protonów rozpędzanych przez Wielki Zderzacz Hadronów i aż czterysta razy więcej od elektronów i pozytonów w (zdemontowanym) akceleratorze LEP.
Podobnie jak w przypadku ekstremalnie energetycznych cząstek UHECR, tak i w tym przypadku badacze nie są pewni źródła emisji. W grę wchodzi właściwie każdy dynamiczny proces we wszechświecie, od eksplozji supernowych po zjawiska związane z aktywnościami czarnych dziur lub pulsarów. Niewykluczone również, że elektrony mają pochodzenie wtórne i powstały w wyniku interakcji jeszcze mocniejszych promieni kosmicznych z materią międzygwiezdną. Natomiast wydaje się mało prawdopodobne, aby cząstki zostały wyemitowane dalej, niż kilka tysięcy lat świetlnych od Ziemi.
Odkrycia dokonał zespół Felixa Aharoniana z Instytutu im. Maxa Plancka w Heidelbergu. Astronomowie poddali gruntownej analizie dane zbierane od 12 lat przez położone na wyżynie Khomas w Namibii obserwatorium HESS. Do placówki należy pięć teleskopów Czerenkowa (IACT), wyspecjalizowanych w badaniach promieni gamma.
Rozpędzone kosmiczne elektrony zostały opisane w publikacji High-Statistics Measurement of the Cosmic-Ray Electron Spectrum with H.E.S.S. na łamach Physical Review Letters. Opracowanie tematu zamieścił również Instytut im. Maxa Plancka w Heidelbergu.
