После 12 лет наблюдений за гамма-излучением исследователи точно определили источник космических лучей высокой энергии. Это первый певатрон (PeVatron) Млечного Пути.
На Землю из космоса поступает огромное количество частиц. Большинство из них, в основном протоны и атомные ядра, несут энергию в несколько ГэВ или даже меньше. Среди них выделяются отдельные частицы с энергией около 1ПэВ (пета — это 1015, или тысяча триллионов). Астрофизики предполагали, что в Млечном Пути должен существовать ускоритель, который разгоняет частицы до таких высоких энергий. Им оказался остаток сверхновой G106.3 + 2.7.
Астрофизики из Университета Висконсин-Мэдисон изучали G106.3 + 2.7, остаток сверхновой звезды, расположенный на расстоянии в 2 600 световых лет от Земли. Они изучали данные гамма-излучения, полученные космическим телескопом Fermi-LAT, а также рентгеновские и радиоволны, измеренных другими обсерваториями. Моделирование показало, что G106.3 + 2.7 является источником, ускоряющим частицы до сверхвысоких энергий.
(нижний правый). Изображение: Ke Fang et al., Phys. Rev.
Считается, что певатроны существуют в нашей галактике. Но до сих пор ни для одного кандидата не удавалось найти достаточно доказательств. Сложность с идентификацией объектов связана с тем, что космические лучи могут отклоняться галактическим магнитным полем из-за их электрического заряда, направления их прихода, наблюдаемые на Земле, не указывают обратно на место их происхождения.
К счастью, космические лучи после ускорения в своих источниках могут сталкиваться с соседними молекулярными облаками и производить гамма-лучи. Астрофизики наносят на карту источники космических лучей косвенно, наблюдая за гамма-излучением. Оно возникает при взаимодействии ускоренных частиц с межзвездным материалом вблизи от «ускорителя». Но излучение очень высокой энергии, которое может указывать на певатрон, может также генерироваться другими процессами, такими как обратное комптоновское рассеяние космического фонового излучения релятивистскими электронами.
В своей работе ученые показали, что именно сверхновая генерирует поток частиц высокой мощности, при этом они не обнаружили признаков комптоновского рассеяния в области излучения. Авторы исследования надеются, что G106.3 + 2.7 станет первым из многих певатронов Млечного Пути.
Читать далее:
Предсказание Эйнштейна может сбыться: как эксперимент с невидимыми атомами изменит физику
На пирамиде в Китае нашли портрет «царя предков». Он правил более 4 000 лет назад
«Это научная фантастика»: ученые создают принципиально новый тип квантовых компьютеров