استخدم العلماء في جامعة أوساكا متروبوليتان تلسكوب سوبارو لمراقبة مجموعة الأشعة الكونية بوضوح غير مسبوق. يمكن أن تؤدي هذه الطريقة الجديدة إلى اكتشافات كبيرة حول الكون، بما في ذلك رؤى حول المادة المظلمة. رصدت SubaruHyperSuprime-Cam وابلًا هوائيًا واسع النطاق من الأشعة الكونية بدقة غير مسبوقة.

الاستحمام في الحمام يجلب لنا الراحة، في حين أن الاستحمام من الفضاء يجلب الفرح لعلماء الفيزياء الفلكية. استخدم العلماء في جامعة أوساكا ميتروبوليتان طريقتهم الجديدة لمراقبة تدفقات واسعة النطاق من الأشعة الكونية بدقة غير مسبوقة، مما فتح بابًا جديدًا لفهمنا للجسيمات الأكثر نشاطًا في الكون.

عندما تصطدم الأشعة الكونية عالية الطاقة بالغلاف الجوي للأرض، فإنها تخلق كميات كبيرة من الجسيمات المعروفة باسم المطر واسع النطاق. وجد فريق بحث بقيادة البروفيسور المشارك توشيهيرو فوجي وطالب الدراسات العليا فريزر برادفيلد من كلية الدراسات العليا للعلوم بجامعة أوساكا ميتروبوليتان ومعهد نانبو يويتشيرو للفيزياء النظرية أن الكاميرا الأصلية ذات التركيز الواسع والمثبتة على تلسكوب سوبارو فوق بركان مونا كيا في هاواي يمكنها التقاط تدفقات الهواء واسعة النطاق بدقة عالية للغاية.

مثال على وابل واسع النطاق من الأشعة الكونية التي سجلها تلسكوب سوبارو. تتم محاذاة المسارات الموضحة في الغالب في اتجاهات مماثلة، وتظهر جزيئات المطر الغازي الناتجة عن الأشعة الكونية عالية الطاقة. المصدر: المرصد الفلكي الوطني الياباني، مجموعة التعاون HyperSuprime-Cam (HSC).

تم تصميم تلسكوبات سوبارو لعلم الفلك الرصدي. تظهر الأشعة الكونية على شكل "مسارات" في صور المراقبة، مما يحجب النجوم أو المجرات المستهدفة، ويتم التعامل معها على أنها ضوضاء من خلال طرق معالجة البيانات الفلكية الشائعة. ومع ذلك، فإن هذا "الضجيج" هو ما يركز عليه بحث الفريق. ومن خلال تحليل حوالي 17000 صورة تم التقاطها بين عامي 2014 و2020، حدد الفريق 13 صورة تحتوي على كميات كبيرة من تدفق الهواء. تُظهر الصور عددًا أكبر بكثير من مسارات الجسيمات من المعتاد.

يشرح البروفيسور فوجي: "تواجه طرق الرصد التقليدية صعوبة في التمييز بين أنواع الجسيمات التي تشكل زخات غازية واسعة النطاق. طريقتنا تجعل من الممكن تحديد خصائص الجسيمات الفردية." وأضاف: "علاوة على ذلك، من خلال الجمع بين طريقتنا والطرق التقليدية، نأمل في تعميق فهمنا لتدفقات الغاز واسعة النطاق. وقد تسمح لنا هذه التقنية بالبحث عن المادة المظلمة أو غيرها من الجسيمات الغريبة، مما يوفر المزيد من المعلومات حول انتقال الكون إلى عصر تهيمن عليه المادة".

سيتم نشر نتائج أبحاثهم في التقارير العلمية في 12 أكتوبر 2023.