アマテラス粒子を2021年に捉えた時のイメージ。宇宙線が大気とぶつかり生じた大量の粒子のシャワーを地表で検出した©大阪公立大学/京都大学
宇宙から降り注ぐ桁違いにエネルギーの高い宇宙線の正体は、鉄など重い原子核かもしれない――。謎に包まれている最高エネルギー宇宙線の正体に近づく論文を日米などの研究グループが28日、米科学誌フィジカル・レビュー・レターズ（https://journals.aps.org/prl/accepted/10071Y6fP581e89a84f7421725b12b7e526225cf8）に発表した。
【画像】宇宙線を観測するテレスコープアレイ実験の大気蛍光望遠鏡
宇宙線は、ほぼ光速で宇宙空間を飛び交う粒子。昨年11月、史上最高クラスのエネルギーを持つ「アマテラス粒子」が検出され、話題になった。ただ、1平方キロの面積に1世紀に1個ほどしか飛来しないため、観測数が少なく正体や発生源はわかっていない。
■最高エネルギー宇宙線を19個観測
東京大宇宙線研究所の荻尾彰一所長らのグループは2008年から、宇宙線を観測する「テレスコープアレイ実験」を米ユタ州で開始。100エクサ電子ボルト（エクサは100京）以上のエネルギーを持つ最高エネルギー宇宙線を、アマテラス粒子（244エクサ電子ボルト）を含め14年間で19個観測した。
電荷を持つ宇宙線は宇宙の磁場によって曲がりながら地球に届くので、飛来方向に発生源があるとは限らない。発生源を近くの銀河のどこかと仮定し、磁場による曲がり方などを推定したところ、観測した19個の宇宙線はグニャグニャと大きく曲がりながら地球に飛来していることがわかった。
大きく曲がるのは電荷が大きいことを意味する。水素や酸素など様々な原子核でシミュレーションした結果、19個の宇宙線の正体は鉄などの重い原子核である可能性が高いと研究グループはみている。
