كاشف TALE التقط جسيمات من الفضاء لمدة خمس سنوات ولاحظ أنه عند طاقة حوالي $$10^{17}$$ إلكترون فولت يتغير تركيبها بشكل حاد.
الأشعة الكونية ليست ضوءًا، بل جسيمات مشحونة تقصف الأرض من كل اتجاه. معظمها بروتونات (نوى الهيدروجين)، ولكن توجد أيضًا نوى أثقل: الهيليوم والنيتروجين والحديد. عندما يصطدم مثل هذا الجسيم بالغلاف الجوي، فإنه يولد وابلًا كاملًا من الجسيمات الثانوية، ومن شكل هذا الوابل يمكن معرفة ما وصل إلينا بالضبط.
كاشف TALE في ولاية يوتا بالولايات المتحدة الأمريكية جمع بيانات عن هذه الأوابل لمدة خمس سنوات. يتكون من تلسكوبات فلورية ترى التوهج الضعيف للهواء، وأجهزة استشعار وميضية أرضية تلتقط الجسيمات على الأرض. معًا تسمح بتحديد دقيق للعمق الذي يصل عنده الوابل إلى أقصى حد له، وهذا العمق مرتبط مباشرة بكتلة الجسيم الأساسي.
كلما كانت النواة أثقل، كلما فقدت طاقتها في الغلاف الجوي بشكل أسرع، ويكون الوابل "قصيرًا" — أقرب إلى الطبقات العليا. البروتون الخفيف يخترق أعمق، والوابل يتمدد.
النتيجة الرئيسية: الرسم البياني لاعتماد متوسط عمق الحد الأقصى على الطاقة له انعطاف عند حوالي $10^{17}$ إلكترون فولت. تحت هذه الطاقة يصبح تركيب الأشعة الكونية أثقل بشكل متزايد — تزداد نسبة الحديد والنوى المماثلة، وتنخفض نسبة البروتونات. فوقها — بالعكس، تبدأ البروتونات بالسيطرة مرة أخرى.
هذا السلوك يشبه تغيير "المورد". داخل مجرتنا تتسارع الجسيمات بشكل أساسي في بقايا المستعرات العظمى، وهناك تسود النوى الثقيلة. أما خارج المجرة، في النوى النشطة للمجرات البعيدة أو غيرها من المسرعات القوية، تولد بروتونات أكثر. الانعطاف يقع بالضبط عند ما يسمى "الركبة الثانية" — الطاقة التي يُعتقد أن تأثير المصادر المجرية ينتهي عندها ويبدأ تأثير ما هو خارج المجرة.
العمل لا يوضح الصورة فحسب، بل يعطي تقديرًا كميًا: نسبة البروتونات بعد الانعطاف تزداد مع الطاقة، ونسبة الحديد تنخفض. هذه حجة قوية على أننا فوق $10^{17}$ إلكترون فولت نرى بشكل أساسي جسيمات من خارج درب التبانة.