Ученые из Норвежского университета науки и технологий приблизились на один шаг к раскрытию природы космических лучей. Космические лучи — это частицы высокой энергии, которые долгое время были одной из главных загадок астрофизики.
Несмотря на свое название, космические лучи — это не излучение, а потоки частиц, в основном атомных ядер, ускоренных до чрезвычайно высоких скоростей. Их происхождение пока точно не установлено, но ученые полагают, что они рождаются в экстремальных условиях — вблизи нейтронных звезд, черных дыр или в результате взрывов сверхновых.
Ветер чёрных дыр как возможный источник
«Мы подозреваем, что это высокоэнергетическое излучение создается ветром сверхмассивной черной дыры», — говорит соавтор исследования Фотини Ойконому, доцент кафедры физики Норвежского университета наук и технологий.
В центре нашей галактики находится черная дыра под названием Стрелец А*, которая в настоящее время относительно спокойна. Однако другие сверхмассивные черные дыры во Вселенной активно поглощают материю, иногда «выплевывая» часть ее обратно в космос.
«Небольшая часть материи выбрасывается до того, как ее поглотит черная дыра», — объясняет соавтор Энрико Перати из Парижского университета. «Таким образом, около половины ветра, генерируемого сверхмассивной черной дырой, ускоряется до половины скорости света».
Моделирование ультравысоких энергий
Ученые открыли эти мощные потоки около десяти лет назад и обнаружили, что они могут влиять на целые галактики, например, подавляя звездообразование. Теперь исследователи предполагают, что те же самые ветры могут разгонять частицы до огромных энергий.
«Эти ветры могут ускорять частицы, которые производят излучение сверхвысокой энергии», — сказал Доменик Элерт, ведущий автор исследования.
По словам Ойконому, энергия этой частицы достигает 10²⁰ электрон-вольт.
Обратите внимание: Вскоре наступит эра автономных боевых машин, которые будут убивать себе подобных.
Для сравнения, если бы эту энергию передали теннисному мячу, он бы летел со скоростью 200 км/ч. Это в миллиард раз мощнее частиц, производимых Большим адронным коллайдером.Опасность для космонавтов
Здесь, на Земле, космические лучи не представляют угрозы — атмосфера поглощает их еще до того, как они достигают поверхности. Однако для астронавтов это может стать серьезной проблемой.
«Основную опасность представляет низкоэнергетическое излучение Солнца, поскольку оно встречается чаще. Частицы, которые мы изучаем, слишком редки, чтобы представлять прямую угрозу», — пояснил Окономо.
Проверка гипотезы
Ранее ученые рассматривали другие возможные источники космических лучей, включая галактики со вспыхивающими звездами, гамма-всплески и выбросы плазмы из черных дыр. Однако пока нет никаких доказательств их причастности.
«Наша модель очень хорошо соответствует данным, но мы пока не можем с уверенностью сказать, что именно ветер черной дыры ускоряет частицы», — сказал Ойкономо.
Остается еще одна загадка: химический состав частиц в определенном диапазоне энергий пока не поддается объяснению. В будущем ученые планируют использовать эксперименты с нейтрино для проверки своей гипотезы.
изучать Опубликовано в ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.
Читайте все последние новости астрофизики на New-Science.ruБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.