Khí cầu Nam Cực phát hiện ra các tia vũ trụ lạ

Một kính thiên văn neutrino khai thác bề dày của băng Nam Cực và một khí cầu khổng lồ đang bất ngờ phát hiện ra những tia vũ trụ năng lượng cực cao một cách bí ẩn.

ANITA là một máy dò sóng vô tuyến gắn trên một khí cầu khổng lồ thả ở độ cao 38 km. Nó được thiết kế để phát hiện ra các sóng vô tuyến sinh ra khi một neutrino vũ trụ năng lượng cao lao vào lớp băng dày bên dưới.

Mặc dù ANITA chưa thu được tín hiệu này, nhưng nó đã tìm thấy một loại hạt khác: các tia vũ trụ năng lượng cực cao. Đây là các proton và các hạt nhân tích điện khác từ không gian lao vào với năng lượng cao một cách bí ẩn.

Khí cầu khổng lồ ANITA bay lên cao 38 km trên vùng băng Nam Cực. (Ảnh: Nhóm Barwick /Đại học California Irvine)

Ban đầu, kiểu phân bố bất ngờ của các sóng vô tuyến mà ANITA nhìn thấy bị xem là tín hiệu nhiễu. Sau đó, Eric Grashorn thuộc trường Đại học Bang Ohio ở Columbua và các đồng nghiệp lưu ý thấy một số sóng vô tuyến này có một kiểu tương tự trong sự phân bố tần số của chúng.

Trong cái Grashorn gọi là một “khám phá may mắn”, đội của ông đã phân tích thấy những tín hiệu này sinh ra bởi các electron tốc độ cao được tạo ra khi các tia vũ trụ va chạm với các phân tử trong không khí. Những electron này chuyển động xoắn ốc trong từ trường của trái đất, làm phát ra sóng vô tuyến.

“Họ thật sự đã tìm ra một phương pháp mới dò tìm các tia vũ trụ năng lượng cao”, phát biểu của Francis Halzen thuộc trường Đại học Wisconsin ở Madison. Halzen là một cộng tác viên của IceCube, một kính thiên văn neutrino khổng lồ chôn dưới băng Nam Cực.

Cho đến nay, ANITA đã thu được 16 tín hiệu tia vũ trụ năng lượng cực cao. Với khả năng quét qua một khu vực rộng lớn, chiếc kính thiên văn khí cầu trên một ngày nào đó sẽ có thể kình địch với Đài thiên văn Pierre Auger ở Argentina, nơi được xây dựng đặc biệt để dò tìm tia vũ trụ. Halzen nhận xét rằng việc phát hiện ra tia vũ trụ của ANITA cuối cùng có thể cũng quan trọng như sứ mệnh neutrino ban đầu của nó.

Nguồn: New Scientist