Fyzici z Penn State navrhli řešení jedné z největších záhad astronomie: původu částice Amaterasu, kosmického záření detekovaného v roce 2021 s energií 240 exa-elektronvoltů — přibližně 10 milionkrát silnějšího než částice produkované Velkým hadronovým urychlovačem. Jejich studie publikovaná v časopise Physical Review Letters naznačuje, že jde o ultratěžké atomové jádro těžší než železo, nikoli o proton, jak se dosud předpokládalo.
Klíčovým zjištěním je, že těžká jádra ztrácejí energii při průchodu mezigalaktickým prostorem mnohem pomaleji než protony, což jim umožňuje udržet si extrémní energii na obrovských kosmických vzdálenostech. Částice Amaterasu dlouho matila astronomy, protože její trajektorie vedla k prázdnému místu ve vesmíru bez zjevného zdroje. Počítačové simulace hlavního výzkumníka Kohty Muraseho z Penn State nyní ukazují na extrémní astrofyzikální události — srážky neutronových hvězd, kolaps masivních hvězd do černých děr nebo silně magnetizované neutronové hvězdy — jako pravděpodobné místo vzniku částic takové energie.
Pokud bude objev potvrzen, šlo by o první případ, kdy vědci identifikovali pravděpodobnou třídu zdrojů pro nejenergetičtější částice ve vesmíru — záhadu přetrvávající přes 60 let.