Kozmičke zrake su zaista subatomske čestice, uglavnom protoni (jezgre vodika) i povremeno helije ili teže atomska jezgra i vrlo povremeno elektroni. Čestice kozmičkih zraka su vrlo energične zbog toga što imaju značajnu brzinu, a time i značajan zamah.
Čestica Oh-My-God otkrivena nad Utahom 1991. godine vjerojatno je bila protona koja je putovala brzinom 0,999 (i dodala još 20 x 9s nakon toga) brzine svjetlosti, a ona je navodno nosila istu kinetičku energiju kao i baseball koji putuje na 90 kilometara sat.
Kinetička energija mu je procijenjena na 3 x 1020 elektrona volti (eV) i imao bi energiju sudara od 7,5 x 1014 eV kad pogodi čestice atmosfere - budući da se u sudaru ne može odreći svu svoju kinetičku energiju. Krhotine koje se brzo kreću nose dio toga i tu je i gubitak topline. U svakom slučaju, to je još oko 50 puta veća od energije sudara za koju očekujemo da će Veliki hadronski sudarač (LHC) moći generirati punom snagom. Dakle, ovo vam daje solidnu osnovu da se rugate sudbinama koji su i dalje uvjereni da će LHC uništiti Zemlju.
Sada je većina čestica kozmičkih zraka male energije, do 1010 eV - i nastaju lokalno iz sunčevih bljeskova. Još jedna energična klasa, do 1015 eV, misli se da potječu iz drugih dijelova galaksije. Teško je odrediti njihov točan izvor jer magnetska polja galaksije i Sunčevog sustava mijenjaju njihove putanje tako da na kraju imaju jednoliku raspodjelu na nebu - kao da dolaze posvuda.
Ali u stvarnosti, ove galaktičke kozmičke zrake vjerojatno potječu od supernova - vrlo vjerojatno u procesu odgođenog oslobađanja dok čestice odbijaju naprijed-nazad u upornom magnetskom polju ostatka supernove, prije nego što se katapultiraju u širu galaksiju.
A tu su i ekstragalaktičke kozmičke zrake, koje su raznovrsne Oh-My-God, s razinom energije većom od 1015 eV, čak i rijetko veći od 1020 eV - koji su više formalno nazvani kozmičke zrake ultra visoke energije. Te čestice putuju vrlo blizu brzine svjetlosti i za postizanje takvih brzina moraju imati žestok udarac.
Međutim, možda preuveličana aura misterije tradicionalno je okružila podrijetlo ekstragalaktičkih kozmičkih zraka - kao što je prikazano u naslovu Oh-My-God.
U stvarnosti, postoje ograničenja koliko daleko može nastati čestica ultra visoke energije - jer ako se ne sudaraju s bilo čim drugim, na kraju će se suprotstaviti granici Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK) , To predstavlja vjerojatnost da se čestica koja se brzo kreću na kraju sudara s kozmičkim mikronskim pozadinskim fotonom, gubeći energiju i brzinu u procesu tijekom procesa. Ispituje da ekstragalaktičke kozmičke zrake zadržavaju energiju preko 1019 eV nije mogao potjecati od izvora udaljenog od Zemlje udaljenog 163 milijuna svjetlosnih godina - udaljenost poznata kao GZK horizont.
Nedavna opažanja Pierre Auger Observatory otkrila su snažnu povezanost između ekstragalaktičkih obrazaca kozmičkih zraka i distribucije obližnjih galaksija s aktivnim galaktičkim jezgrama. Biermann i Souza su sada osmislili model zasnovan na dokazima podrijetla galaktičkih i ekstragalaktičkih kozmičkih zraka - koji ima niz predvidljivih predviđanja.
Oni predlažu da se ekstragalaktičke kozmičke zrake spaljuju u supermasivne diskove za akrekciju crne rupe, koji su osnova aktivnih galaktičkih jezgara. Nadalje, oni procjenjuju da gotovo sve ekstragalaktičke kozmičke zrake koje dopiru do Zemlje potječu iz Centaura A. Dakle, ogromna misterija - zaista bogato područje za daljnja istraživanja. Čestice s aktivnog diska za akumulaciju crne rupe u drugoj galaksiji dostavljaju se na naš kućni prag.
Daljnje čitanje: Biermann i Souza O zajedničkom podrijetlu galaktičkih i ekstragalaktičkih kozmičkih zraka.
