Космические лучи, врезающиеся в Землю через Южный полюс, по всей видимости, исходят из каких-то определённых мест, нежели будучи равномерно распределены по всему небу. Аналогичные "горячие точки" космических лучей также были замечены в небе северного полушария, однако нам не известен источник, достаточно близкий, чтобы быть способным генерировать данный паттерн.

"Мы не знаем что это, и откуда", говорит Штефан Вестерхофф из Университета Висконсин-Мэдисон.

Для создания самой впечатляющей карты направлений поступления космических лучей в небе юга Вестерхофф с коллегами использовал находящуюся на Южном полюсе обсерваторию по наблюдению за нейтрино под названием IceCube. Она обнаруживает бомбардирующие лёд мюоны, произведённые нейтрино, но также улавливает и мюоны, созданные космическими лучами, воздействующими на атмосферу Земли.

 

Мюоны этих космических лучей можно использовать для определения направления оригинальных частиц космического излучения.

Большая загадка

В период с мая 2009 по май 2010 года IceCube обнаружил 32 миллиарда мюонов космических лучей со средней энергией около 20 тераэлектронвольт (ТэВ). Эти мюоны со статистически большой вероятностью появляются в северном небе из регионов избыточного космического излучения (т.н. "горячих точек"), а также других мест с недостатком космического излучения (т.н. "холодных точек").

За последние два года аналогичная картина была замечена в северном небе лабораторией Милагро, что в Лос-Аламосе и тибетским объектом Tibet Air Shower, что в Яньбацзине. "Интересно то, что паттерны (этих экспериментов), по крайней мере, качественно, могут быть сопоставлены между собой. У них очень разные техники подхода и системные эффекты", говорит физик, изучающий космическое излучение Пол Соммерс. "Я считаю, что эти горячие точки являются большой загадкой".

Загадкой они являются потому, что горячие точки должны находиться в пределах 0.03 светового года от Земли. При нахождении дальше этих пределов, магнитные поля галактики должны искажать частицы настолько, что они размывались бы по небу. Но про такие источники ничего не известно.

Космическая воронка

Одна из горячих точек, определённая в лаборатории IceCube, указывает в направлении сверхновой Вела, являющейся возможным источником космического излучения, но находящаяся на расстоянии в 1000 световых лет. Космические лучи, проходящие такие огромные расстояния постоянно подвергаются искажающему давлению находящихся на пути магнитных полей, и поэтому теряют всю свою направленность к тому времени, как наконец достигнут Земли. Иными словами, такие проходящие дальние расстояния космические лучи должны проявлять себя как появившиеся со всех направлений – размыто. Но это не то, что наблюдают исследователи.

Милагро также улавливает горячие точки, которые, похоже, исходят из невероятно далёких источников. В качестве объяснения Феликс Агоранян из дублинского Института перспективных исследований в Ирландии вместе со своими коллегами предположил, что может существовать "труба" из магнитных силовых полей, проходящих между источником и нашей Солнечной системой, по которой космическое излучение перетекает к нам. Однако он признаёт, что теория носит сугубо умозрительный характер.

Среди других предположений существуют и такие, как т.н. "магнитное переподключение" – в соответствии с которым солнечные магнитные силовые поля пересекаются и перемежаются, конвертируя магнитную энергию в кинетическую, могут ускорять местное космическое излучение до энергий в диапазоне ТэВ, и направлять их на Землю, создавая наблюдаемые горячие точки. "Это означает, что Теватрон находится у нас в Солнечной системе", говорит Агоронян, ссылаясь на ускоритель элементарных частиц в лаборатории Ферми в Батавии. "Это конечно тоже безумие, но менее безумное, нежели другие объяснения".