【概要】

宇宙から降り注いでいる高エネルギーの粒子（宇宙線）の中には、非常に高いエネルギーの宇宙線がごく稀に存在しており、宇宙におけるもっとも激烈な物理現象と関連していると考えられています。宇宙線は荷電粒子であるため宇宙磁場で曲げられますが、非常に高いエネルギーの宇宙線は磁場で曲げられにくく、到来方向が発生源を指し示す「次世代天文学」となることが期待されています。

大阪公立大学大学院 理学研究科および南部陽一郎物理学研究所の藤井 俊博准教授（2022年3月まで京都大学白眉センターおよび大学院理学研究科に所属）、常定 芳基教授、東京大学 宇宙線研究所の荻尾 彰一教授、﨏 隆志准教授、佐川 宏行シニアフェロー、理化学研究所 開拓研究本部の樋口 諒基礎科学特別研究員、木戸 英治研究員、長瀧 重博主任研究員（数理創造プログラム 副プログラムディレクター）、大阪電気通信大学 工学部の多米田 裕一郎准教授、信州大学 工学部および航空宇宙システム研究拠点の冨田 孝幸助教、神奈川大学 工学部の池田 大輔特別助教、有働 慈治准教授らの国際共同研究グループは、アメリカユタ州で稼働中の最高エネルギー宇宙線観測実験「テレスコープアレイ実験」にて、2021年5月27日に極めて高いエネルギー（2.44×10の20乗電子ボルト = 244エクサ電子ボルト）をもった宇宙線の検出に成功しました。

テレスコープアレイ実験は2008年から現在までの15年以上にわたり、最高エネルギー宇宙線の定常観測を続けています。今回検出された宇宙線は、テレスコープアレイ実験の観測の中でもっともエネルギーが高く、1991年に検出された「オーマイゴッド粒子」と呼ばれる宇宙線に匹敵するエネルギーをもちます。さらに、この宇宙線が到来した方向には候補となる有力な天体が見つからず、未知の天体現象や標準理論を超えた新物理起源の可能性も示唆されます。

本研究成果は、国際学術誌「Science」に2023年11月24日にオンライン掲載されました。