Новая находка в Млечном Пути: физики выявили неизвестные ускорители частиц в космосе, открывая новые горизонты в изучении Вселенной.

Астрофизики обнаружили, что небольшие черные дыры в системах с обычными звездами способны ускорять частицы до экстремальных скоростей, что позволяет им достигать очень высокой энергии. Это открытие ставит под сомнение существующие теории об ускорении космических частиц. Исследование началось, когда ученые зафиксировали высокоэнергетические гамма-лучи из неожиданного источника, которым оказалась система с малой массой, известная как микроквазар. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters, сообщает Phys.

Космические лучи

На Землю постоянно поступают субатомные частицы, такие как электроны или протоны, которые приходят из межзвездного пространства нашей галактики Млечный Путь. Эти частицы являются одними из самых быстрых во Вселенной и называются космическими лучами.

Способы ускорения частиц с очень высокой энергией остаются одной из самых больших загадок в астрофизике. Считается, что струи плазмы, выбрасываемые черными дырами, представляют собой идеальную среду для ускорения частиц. Однако детали процесса ускорения пока неясны.

Микроквазары

Самые мощные струи плазмы в Млечном Пути исходят от черных дыр звездной массы, находящихся в одной системе с обычной звездой. Такие системы называют микроквазарами. Когда звезда приближается слишком близко к черной дыре, последняя начинает поглощать её и выбрасывать часть материи в космос в виде струй.

Астрофизики предполагают, что эти струи являются наиболее эффективными ускорителями частиц в космосе. Микроквазары бывают как малой, так и большой массы, в зависимости от массы звезды в системе. Меньшие квазары встречаются в нашей галактике значительно чаще.

Тем не менее, на данный момент доказательства ускорения частиц были найдены только у микроквазаров с большой массой. Это означает, что микроквазары с малой массой не могут выступать в роли ускорителей частиц.

Авторы исследования использовали космический телескоп Fermi для анализа микроквазара под названием GRS 1915+105, который содержит черную дыру и звезду меньшей массы, чем наше Солнце. В результате выяснили, что черная дыра генерирует мощные струи плазмы, способные ускорять частицы до экстремальных скоростей.

Новый ускоритель частиц в космосе

Это открытие демонстрирует, что даже относительно небольшие микроквазары могут способствовать образованию потока высокоэнергетических частиц, то есть космических лучей.

Астрофизики зафиксировали устойчивое гамма-излучение от микроквазара, энергия которого превышает 10 миллиардов электрон-вольт, что свидетельствует о том, что система может ускорять частицы до еще более высоких энергий, чем считалось возможным для подобных систем с малой массой.

Наблюдения показывают, что протоны ускоряются в струях черных дыр, после чего они выбрасываются и взаимодействуют с окружающим газом, создавая гамма-фотоны.

Это открытие указывает на то, что микроквазары с малой массой, которых в нашей галактике больше, чем их более массивных аналогов, могут в совокупности значительно способствовать космическим лучам, достигающим Земли.

Хотя это открытие не решает давнюю загадку происхождения космических лучей, оно добавляет важный элемент к общей картине, показывая, что механизмы ускорения частиц во Вселенной более разнообразны, чем считалось ранее.