Ученые из университета Саутгемптона планируют превратить всю Луну в один гигантский детектор космических лучей, что позволит пролить свет на загадку частиц ультравысокоэнергетических космических лучей, которые, как известно, являются самыми высокоэнергетическими частицами во Вселенной.
Об этом сообщают зарубежные СМИ.
Появление таких лучей является чрезвычайно редким событием, ученые регистрируют такие лучи на уровне одной частицы в расчете на квадратный километр площади один раз в столетие. Происхождение космических UHE-лучей — одна из самых больших тайн в астрофизике на сегодняшний день, еще никто не знает точно, откуда прибывают эти лучи и каким образом частицы этих лучей обретают свою огромную энергию.
На Земле ученые-физики и астрофизики регистрируют частицы UHE-лучей в тот момент, когда они сталкиваются с верхними слоями атмосферы нашей планеты. Столкновения высокоэнергетических частиц с молекулами воздуха вызывает ливень вторичных частиц, который является источником короткого и слабого импульса радиоволн в определенном диапазоне, длительностью в несколько наносекунд.
Так, научный сотрудник группы изучения Космического магнетизма университета Саутгемптона Джастин Брей является автором идеи использования радиотелескопа Square Kilometer Array (SKA), который в будущем станет самым большим и самым высокочувствительным радиотелескопом на Земле, для обнаружения сигналов космических UHE-лучей, детектором которых будет являться Луна.
При столкновении UHE-частиц с атомами вещества поверхности Луны также будут возникать короткие и слабые импульсы радиоизлучения. Из-за достаточно большого расстояния между Луной и Землей ни один из существующих радиотелескопов до последнего времени не обладал достаточной чувствительностью для того, чтобы уловить эти сигналы. Но радиотелескоп SKA, который вступит в строй в 2020 году, имеющий огромную эффективную площадь своих антенн и, как следствие, невероятно высокую чувствительность, уже будет в состоянии зарегистрировать сигналы столкновения UHE-частиц с поверхностью Луны, площадь которой исчисляется миллионами квадратных километров.
В этом случае ученые получат возможность накопить самый большой в истории науки объем данных, касающихся событий, связанных с UHE-частицами. Согласно прогнозам, использование Луны в качестве детектора позволит регистрировать до 165 событий в год, для сравнения, в настоящее время ученые имеют возможность наблюдать не более 15 таких событий в год.