Астрономы приблизились к разгадке тайны космических лучей
Американские астрофизики из Мичиганского государственного университета приблизились к решению одной из старейших загадок астрофизики. Она касается происхождения галактических космических лучей. Это частицы, которые движутся почти со скоростью света и пронизывают не только космос, но и Землю. Новые исследования команды профессора Шуо Чжан дают первые достоверные указания на то, где именно могут находиться источники этих частиц.
Новое исследование под руководством Шуо Чжан, доцента физики и астрономии, показало, что источниками космических лучей могут быть черные дыры, остатки сверхновых звезд и области активного звездообразования. Эти объекты также испускают нейтрино — элементарные частицы, у которых почти нет массы, нет электрического заряда и которые крайне слабо взаимодействуют с материей. Из-за этого они незаметно проходят сквозь звёзды, планеты и даже через тела людей. Движутся они со скоростью света.
Команда Чжан изучает ПэВатроны (PeVatrons) — это астрономические объекты, которые могут разгонять частицы до энергии порядка петаэлектронвольта (1 ПэВ = 10¹⁵ эВ). Это примерно в 100 раз больше, чем энергия, которую может дать самый мощный ускоритель на Земле — Большой адронный коллайдер. Пока что точных моделей работы ПэВатронов нет, но считается, что ускорение частиц происходит за счёт ударных волн, магнитных полей и взрывов в экстремальных условиях. Понимание принципов их работы поможет разгадать важные физические загадки, например, развитие галактик и природу тёмной материи.
В недавней работе, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal, постдокторант Стивен ДиКерби изучил загадочный источник космических лучей, обнаруженный обсерваторией LHAASO. Используя данные космического телескопа XMM-Newton, он установил, что это пульсарная туманность — область вокруг пульсара, заполненная электронами и позитронами, ускоренными до сверхвысоких скоростей. Это один из редких случаев, когда природу ПэВатрона удалось точно определить.
В ещё одной работе студенты Элла Вир, Амири Уокер и Шаан Карим использовали телескоп Swift, чтобы исследовать источники, обнаруженные LHAASO, но ранее почти не изученные. Они установили верхний предел их рентгеновского излучения, заложив фундамент для будущих исследований.
Дальнейшие планы команды включают совместное использование данных нейтринной обсерватории IceCube, рентгеновских и гамма-телескопов. Учёные хотят понять, почему одни источники испускают нейтрино, а другие — нет, а также раскрыть механизмы их образования.
Авторы исследования считают, что эти открытия создадут важный каталог источников космических лучей. Он станет полезным инструментом для будущих обсерваторий, которые будут изучать процессы ускорения частиц во Вселенной.
Самое популярное
