От Большого взрыва до МКС: дейтроны из неизвестного источника

Эксперимент, проводимый на Международной космической станции (МКС), выявил неожиданное количество космических лучей, состоящих из тяжёлых ионов водорода.

С момента установки на МКС в мае 2011 года Альфа-магнитный спектрометр (AMS) зафиксировал сигналы 2,3 x 10¹¹ космических лучей различных частиц. Анализ этих сигналов, проведённый командой AMS, показал, что 2,1 x 10⁷ из этих частиц являются дейтронами . Руководитель команды AMS Сэмюэл Тинг из Массачусетского технологического института утверждает, что наблюдение указывает на высокое количество высокоэнергетических космических дейтронов, исходящих от пока неизвестного источника. Окончательные выводы ожидаются после подтверждения.

Согласно моделям, дейтроны были созданы вскоре после Большого взрыва, когда температура была достаточно низкой для слияния протонов с нейтронами, но ещё достаточно высокой, чтобы дейтроны не слились в ионы гелия-4. Кратковременность этого окна — всего 10 минут — объясняет низкую космическую распространённость дейтронов: на каждый атом водорода приходится всего 0,00002 дейтрона.

Неясно, сколько из этих первоначальных дейтронов с тех пор приобрели энергию космических лучей в результате взрыва сверхновой или другого космического ускорителя. Но даже если все они и приобрели, их малое количество недостаточно для объяснения высокого числа космических лучей дейтронов, зафиксированных AMS.

Долгое время предполагалось, что почти все космические лучи дейтронов образуются, когда ионы гелия-4 сталкиваются с атомами межзвёздной среды. Этот процесс также производит космические лучи гелия-3. Таким образом, если это предположение верно, космические потоки дейтронов и ионов гелия-3, измеренные AMS, должны коррелировать с потоком гелия-4 одинаковым образом. Однако анализ данных, проведённый командой AMS, показывает, что большая часть потока дейтерия имеет явно иную корреляцию. Сэмюэл Тинг утверждает, что это открытие потенциально подразумевает существование другого, "первичного" источника космических лучей дейтронов.

Новое открытие ставит под сомнение существующие теории о происхождении космических лучей и требует дополнительных исследований для понимания источника высокого числа космических дейтронов.