Астрофизики нашли источник космических частиц сверхвысоких энергий
Астрофизики из Нью-Йоркского университета предложили новую теорию, которая должна объяснить происхождение одного из самых загадочных явлений во Вселенной — космических лучей сверхвысоких энергий. Возможно, впервые за шесть десятилетий, прошедших с момента открытия этого экстремального излучения, его объяснение наконец-то удовлетворит взыскательную научную публику.
Элементарные частицы, которые непрерывно обрушиваются на Землю из космического пространства, даже в норме обладают достаточно высокой энергией. Начало их изучению было положено еще перед Первой мировой войной — тогда для этих целей использовались воздушные шары и аэростаты. Но во второй половине ХХ века ученые начали изредка фиксировать фантастически мощные частицы, энергия которых превышала даже предел Грайзена-Зацепина-Кузьмина (или предел ГЗК) — выше которого, по идее, разогнаться вообще невозможно.
Так было положено начало изучению космических лучей сверхвысокой энергии. Ярким примером подобного явления может служить знаменитая частица «О боже мой!» (или ее недавний аналог сопоставимой мощи, в изучении которого приняли участие российские астрофизики). Тем не менее, несмотря на десятки различных гипотез и огромное количество сопутствующих открытий, происхождение сверхэнергичных «гостей» из глубин Вселенной до сих пор не ясна. Возможно, ситуацию исправит работа американских астрономов во главе с Гленнисом Фарраром.
Он и его коллеги из Нью-Йоркского университета высказали предположение, что частицы ультравысоких энергий ускоряются до своих чудовищных скоростей в момент слияния двойных нейтронных звезд.
При соприкосновении этих небольших, но невероятно плотных космических тел в их магнитных полях возникает турбулентность. И, пока остатки погибших светил не поглотила свежеобразовавшаяся черная дыра, они могут послужить своего рода «катапультой» для некоторых, особо «везучих» заряженных частиц. Правда, для этого должно совпасть сразу несколько факторов.
Прежде всего, в ходе так называемого «r-процесса» должен произойти распад редчайших тяжелых элементов, таких как теллур или ксенон. А во-вторых, получившиеся в результате нейтрино должны сопровождаться мощной гравитационной ударной волной (без которых сложно представить себе космическое явление таких масштабов).
Достоинство этой гипотезы в том, что ее можно проверить экспериментально уже на том уровне технологического развития, которым обладает человечество. Кроме того, она прекрасно объясняет наблюдающуюся тесную взаимосвязь между энергией сверхскоростной частицы и ее электрическим зарядом. Так что на фоне успехов гравитационно-волновых обсерваторий (прежде всего объединения LIGO-Virgo) тайна сверхмощных космических лучей может быть наконец-то разгадана: осталось лишь дождаться соответствующих практических исследований.
