Mere end et årti med data om partiklerne, der glider rundt om vores sol, kunne bruges til at løse mange mysterier, fra opførelsen af individuelle partikler til vores solsystems historie – mens vi rejser nye spørgsmål
AMS -partikeldetektoren på den internationale rumstation
En 11-årig undersøgelse af partiklerne og antipartiklerne nær vores sol låser vores solsystemets historie op-og hæver nye mysterier om partiklerne selv.
”Det er som når du går ind i et mørkt rum og ser mange, mange nye ting,” siger Samuel Ting på Massachusetts Institute of Technology.
Rummet er fyldt med energiske partikler, der rejser i bursts kaldet kosmiske stråler. Når en kosmisk stråle kommer ind i Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) detektor på International Space Station (ISS), adskiller magnetfelter dens partikler baseret på deres elektriske ladning, og derefter måler detektoren deres masser og energier. Denne adskillelse er afgørende, fordi den hjælper med at identificere forskelle i opførslen af en partikel og dens antipartikel, som er identisk undtagen med en modsat ladning, siger Ting.
Han og hans kolleger ved AMS -samarbejdet analyserede mere end 11 års AMS -data og fandt overraskende, at vi ikke ved så meget om partikeladfærd, som vi troede. For eksempel afslørede undersøgelsen tendenser i antallet af partikler over tid, og på måderne forskellige typer partikler interagerede med hinanden. Der er mere end 600 teoretiske modeller, der muligvis kan forklare hver af disse tendenser – men ingen forklarer begge fund, siger Ting.
Og undersøgelsens resultater kan være vigtige for mere end enkeltpartikler. Forskere har fanget kosmiske stråler med forskellige detektorer i mere end et århundrede, fordi deres skiftende egenskaber kunne tjene som optegnelser over solsystemets historie, siger Jamie Rankin ved Princeton University. Men vi havde aldrig før en så detaljeret forståelse af, hvordan solcyklussen påvirker strålerne, siger hun.
Det skyldes, at 11 år er længden af en solcyklus, så indsamling af data for hele den periode fanger alle de gentagne variationer i solens magnetiske felt, som ændrer opførslen af kosmiske stråler. En sådan detaljeret undersøgelse kan blive en nøgle, der låser op for en måde at bruge kosmiske stråler til “solsystemarkæologi”, siger hun.
Men hvor kosmiske stråler selv kommer fra er stadig mystisk, siger Gavin Rowell ved University of Adelaide i Australien. ”Partiklerne AMS -mål kommer i det væsentlige uden for solsystemet,” siger han. Mængden af detaljer, der er til stede i den nye analyse, herunder hvordan forskellige partikelkerner inden for kosmiske stråler opfører sig, kan hjælpe forskere med at nulstille en mere definitiv teori om kosmiske stråleres oprindelse.
Og der er andre ubesvarede kosmiske spørgsmål. ”Vi ser ikke antimaterie i vores verden, så det faktum, at AMS kan observere antiprotoner, for mig, det er et stort mysterium,” siger Ian Low ved Northwestern University i Illinois. Oprindelsen af disse antipartikler kan være forbundet med mystisk mørk stof eller på anden måde gå ud over vores nuværende bedste forståelse af kosmos, siger han.
Ting og hans kolleger arbejder nu på at opgradere AMS -detektoren for at kunne opdage endnu flere partikler – og koordinere med astronauterne, der vil hjælpe med at installere den.