Něco po nás střílí

Dne 15. října 1991 oko pouštního detektoru kosmických částic FLY’S EYE zaznamenalo neobvyklou událost. Se zemskou atmosférou se srazila částice kosmického záření s tak velikou energií, jakou nikdy předtím vědci nezaznamenali. Dodnes zůstává nezodpovězenou otázkou, odkud přiletěla.

Kosmické záření je všude ve vesmíru (Vesmír 79, 387, 2000/7). Jeho nejenergetičtější částice létají rychlostí blížící se rychlosti světla (kdyby spolu závodila takováto vysokoenergetická částice kosmického záření s fotonem ve vakuu, náskok jednoho centimetru by foton získal za 220 tisíc let). Energie těchto částic přitom asi čtyřicetimilionkrát převyšuje největší energie protonů, urychlených nejvýkonnějším pozemním částicovým urychlovačem. V případě události z 15. října 1991 to znamená, že do velikosti jediného jádra atomu se skryla energie 3,2 × 1020 elektronvoltů. Jen pro představu, ta titěrná částečka hmoty má energii basebalového míčku, odpáleného rychlostí 80 kilometrů za hodinu.

Od té doby už byly zachyceny desítky částic s obdobnou energií, je známo přes 120 tisíc událostí s energiemi o něco menšími a hledají se na obloze místa, odkud částice nejčastěji přilétají. Nové poznatky plní učebnice a přes veškerou snahu zatím záhada původu extrémně energetických částic odolává. To je výzva pro mezinárodní tým fyziků, sdružených v projektu observatoře Pierra Augera v argentinské pampě (viz rovněž Vesmír 87, 544, 2008/8). Mezi českými vědci je v ní jediná žena, částicová fyzička Martina Boháčová z Fyzikálního ústavu Akademie věd.

Čím to, že po 12 letech vědeckého provozu observatoře stále není v této otázce jasno? — Dříve se nám zdálo, že částice přilétají ze směrů, kde se objevují aktivní galaktická jádra. Připadalo nám, že vidíme, odkud částice přicházejí. S postupem času se však ukázalo, že přilétají i z jiných míst. Naši představu to tak opět rozmlžilo. Nyní to spíše vypadá, jako by byla obloha zdroji takového záření rovnoměrně pokryta.

Kolik jste vlastně zatím pozorovali částic s těmi největšími energiemi? — No právě. Těch „puntíků“ na celooblohové mapě zaznamenaných nejenergetičtějších událostí máme jen šedesát či sedmdesát. To je pochopitelně příliš málo, abychom mohli čekat, že se jich bude více „strefovat“ do stejného místa na obloze.

Které jevy, jež na observatoři Pierra Augera pozorujete, by podle dosavadních měření mohly vést ke vzniku částic s tak velikými energiemi? — To je těžké říci. Jistější jsme si v tom, které hypotézy můžeme zcela vyloučit.