Исследователи из Университета штата Пенсильвания предложили новое объяснение происхождения сверхвысокоэнергетических космических лучей. Данные объекты больше 60 лет остаются одной из главных загадок астрофизики.
Неразгаданная тайна космических лучей
По словам ученых, на Земле Большой адронный коллайдер способен разгонять частицы почти до скорости света. Однако в космосе существуют высокоэнергетические космические лучи, мощность которых более чем в 10 миллионов раз превышает энергию даже этих быстрых частиц. Происхождение и механизмы ускорения сверхвысокоэнергетических космических лучей остаются одной из самых больших загадок в астрофизике с момента первого сообщения об их обнаружении.
Одним из примеров таких частиц является космический луч, получивший название Аматерасу в честь японской богини солнца. Он врезался в Землю в 2021 году с энергией, в 40 миллионов раз превышающей энергию частиц, сталкивающихся на Большом адронном коллайдере. Аматерасу считается вторым по мощности космическим лучом из когда-либо обнаруженных. Рекорд принадлежит частице под названием «О боже мой», зафиксированной в 1991 году.
Возможные источники и уникальные свойства
Руководитель исследовательской группы Кота Мурасе из Научного колледжа Эберли при Университете штата Пенсильвания заявил, что сверхвысокоэнергетические космические лучи могут быть ускорены только одними из самых мощных источников во Вселенной. Когда ученые обнаруживают отдельные частицы космических лучей на Земле, они часто могут использовать их энергию, направление падения и ожидаемые магнитные отклонения, чтобы определить возможные космические источники.
В качестве вероятных источников высокоэнергетических космических лучей исследователи предлагают различные варианты. Среди них находится коллапс массивной звезды с образованием нейтронной звезды или черной дыры, а также столкновение двух нейтронных звезд. Результаты их исследования были опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Вещество нейтронных звезд настолько плотное, что чайная ложка такого вещества весила бы около десять миллионов тонн и эквивалентна весу 85 тысяч взрослых синих китов.
Гипотеза о сверхтяжелых ядрах
Мурасе и его коллеги провели исследование космических лучей. Ученые отследили потерю энергии частицами разной массы. Эти частицы преодолевают огромные космические расстояния на пути к Земле. Результаты показали, что атомные ядра тяжелее железа теряют энергию гораздо медленнее.
Также астрономы выяснили, что сверхтяжелые ядра также теряют энергию медленнее. Речь идет о сравнении с протонами или ядрами промежуточной массы. Благодаря этому свойству тяжелые ядра лучше выдерживают космические путешествия. Они способны достигать Земли даже при экстремальных энергиях.
VK
OK
Telegram
Дзен