Материалы портала «Научная Россия»

Космические лучи, возможно, порождаются протонами

Судя по свежим наблюдениям астрономов ESO, сверхновые звёзды могут являться природными ускорителями элементарных частиц, где возникают кос

Детальные новые наблюдения со Сверхбольшим телескопом Европейской южной обсерватории (VLT ESO) остатка сверхновой, появившейся на небе Земли тысячу лет назад, дали ключ к разгадке происхождения космических лучей. Вероятно, высокоэнергетические частицы, порождающие эти лучи, образуются при взрывах подобных небесных тел, сообщают астрономы.

В 1006 году жители Земли увидели на южном небе новую звезду, которая была во много раз ярче Венеры и могла даже соперничать по блеску с Луной. В максимуме блеска она была столь яркой, что ее было видно даже днём, а ночью в её свете предметы отбрасывали тени. В Новое время астрономы определили место, где находилась эта сверхновая, и обозначили её SN 1006. Они также обнаружили в южном созвездии Волка (Lupus) расширяющееся кольцо светящегося вещества – остаток этого мощного взрыва.

В течение долгого времени учёные подозревали, что такие остатки сверхновых могут порождать космические лучи – потоки частиц очень высоких энергий, которые появляются вне Солнечной системы и движутся со скоростями, близкими к скорости света. До сих пор, однако, детали механизма происхождения таких частиц оставались тайной.

Группа астрономов под руководством Сладжяны Николич (Sladjana Nikolić) из Института астрономии Макса Планка в Гейдельберге (ФРГ), используя телескоп VLT с приёмником VIMOS, изучила тысячелетний остаток сверхновой SN 1006 более подробно, чем это когда-либо делалось. Целью исследования было выяснить, что происходит в тех областях пространства, где быстро движущееся вещество, выброшенное при взрыве сверхновой, сталкивается со стационарной межзвёздной материей. Такая область представляет собой фронт ударной волны, распространяющийся с большой скоростью – наподобие звуковой волны, которая возникает, когда самолёт преодолевает звуковой барьер. Этот ударный фронт является естественным кандидатом на роль ускорителя космических частиц.

Результат наблюдений оказался неожиданным – они показали, что в области ударной волны в газе присутствует большое количество очень быстро движущихся протонов (носящих название супратепловых, так как их скорости гораздо выше тепловых скоростей при данной температуре вещества). Хотя эти протоны не являются искомыми высокоэнергетическими космическими частицами, они могут быть теми необходимыми для их появления «семенами», которые вследствие взаимодействия с веществом фронта ударной волны достигают исключительно высоких энергий и распространяются в пространстве в виде космических лучей.

«В первый раз мы сумели детально исследовать процессы, происходящие внутри и вокруг ударного фронта сверхновой. Мы получили доказательства того, что там существует область, которая нагревается именно так, как следует ожидать в случае присутствия протонов, уносящих энергию из зоны, расположенной непосредственно позади ударного фронта», – объясняет Николич.

Для столь детального зондирования свойств волнового фронта остатка сверхновой впервые был использован интегральный полевой спектрограф – прибор, принцип действия которого основан на том, что в каждом пикселе свет независимо разлагается на составляющие его цвета и каждый из таких спектров регистрируется индивидуально. Затем эти спектры могут быть последовательно проанализированы, в результате чего составляются карты скоростей и химического состава для каждой части объекта. В дальнейшем группа Сладжяны Николич планирует применить данный метод и к другим остаткам сверхновых.

Источник: www.eso.org

европейская южная обсерватория космические лучи сверхновые физика элементарных частиц

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий