- 26,419
- 46
- 8 Ноя 2022
Обсерватория LHAASO обнаружила новый экстремальный ускоритель частиц в Млечном пути.
Китайская обсерватория LHAASO поймала редкий сигнал из одной из самых экстремальных «машин» Вселенной. Ученые впервые зарегистрировали гамма-лучи с энергией выше 100 трлн электрон-вольт от двойной звездной системы LS I +61° 303. Такой результат заставляет пересматривать представления о том, где и как космос разгоняет частицы почти до предельных энергий.
LS I +61° 303 относится к гамма-двойным системам. В такой паре массивная звезда вращается вместе с компактным объектом, которым может быть нейтронная звезда или черная дыра звездной массы. Подобные системы давно считают естественными лабораториями экстремальной физики, но раньше LS I +61° 303 изучали в гамма-диапазоне примерно до 10 ТэВ. Оставался главный вопрос: способна ли система разгонять частицы на порядок сильнее.
LHAASO дала положительный ответ. Коллаборация измерила энергетический спектр LS I +61° 303 вплоть до 200 ТэВ и подтвердила, что система излучает гамма-лучи ультравысоких энергий. Ученые также заметили, что яркость гамма-излучения меняется вместе с орбитальным периодом системы, который составляет около 26,5 дня. Причем характер изменений зависит от энергии излучения, а значит внутри двойной системы работают сложные физические процессы.
Главная интрига связана с происхождением таких мощных фотонов. В двойных системах сильные магнитные поля быстро отнимают энергию у высокоэнергетических электронов через синхротронное излучение. Электронам трудно добраться до диапазона выше 100 ТэВ. Поэтому зарегистрированные гамма-лучи указывают на другой механизм: в определенные моменты орбитального движения система разгоняет протоны, а затем протоны сталкиваются с плотным звездным ветром массивной звезды и рождают ультравысокоэнергетическое гамма-излучение.
Открытие делает LS I +61° 303 кандидатом в пэватроны, то есть космические ускорители, способные разгонять частицы до петаэлектронвольтных энергий. Такие объекты напрямую связаны с давней проблемой астрофизики: ученые больше века пытаются понять, откуда берутся самые энергичные космические лучи.
Работа уже принята в Physical Review Letters, опубликована в виде препринта на arXiv и отмечена редакцией журнала как Editor’s Suggestion. Исследование возглавили специалисты Института физики высоких энергий Китайской академии наук вместе с коллегами из Шанхайской астрономической обсерватории и других научных организаций. Для астрофизиков результат LHAASO стал новым ограничением для моделей ускорения частиц и шагом к будущей многоканальной астрономии, где электромагнитные сигналы будут изучать вместе с нейтрино, космическими лучами и другими «посланниками» экстремальной Вселенной.
Китайская обсерватория LHAASO поймала редкий сигнал из одной из самых экстремальных «машин» Вселенной. Ученые впервые зарегистрировали гамма-лучи с энергией выше 100 трлн электрон-вольт от двойной звездной системы LS I +61° 303. Такой результат заставляет пересматривать представления о том, где и как космос разгоняет частицы почти до предельных энергий.
LS I +61° 303 относится к гамма-двойным системам. В такой паре массивная звезда вращается вместе с компактным объектом, которым может быть нейтронная звезда или черная дыра звездной массы. Подобные системы давно считают естественными лабораториями экстремальной физики, но раньше LS I +61° 303 изучали в гамма-диапазоне примерно до 10 ТэВ. Оставался главный вопрос: способна ли система разгонять частицы на порядок сильнее.
LHAASO дала положительный ответ. Коллаборация измерила энергетический спектр LS I +61° 303 вплоть до 200 ТэВ и подтвердила, что система излучает гамма-лучи ультравысоких энергий. Ученые также заметили, что яркость гамма-излучения меняется вместе с орбитальным периодом системы, который составляет около 26,5 дня. Причем характер изменений зависит от энергии излучения, а значит внутри двойной системы работают сложные физические процессы.
Главная интрига связана с происхождением таких мощных фотонов. В двойных системах сильные магнитные поля быстро отнимают энергию у высокоэнергетических электронов через синхротронное излучение. Электронам трудно добраться до диапазона выше 100 ТэВ. Поэтому зарегистрированные гамма-лучи указывают на другой механизм: в определенные моменты орбитального движения система разгоняет протоны, а затем протоны сталкиваются с плотным звездным ветром массивной звезды и рождают ультравысокоэнергетическое гамма-излучение.
Открытие делает LS I +61° 303 кандидатом в пэватроны, то есть космические ускорители, способные разгонять частицы до петаэлектронвольтных энергий. Такие объекты напрямую связаны с давней проблемой астрофизики: ученые больше века пытаются понять, откуда берутся самые энергичные космические лучи.
Работа уже принята в Physical Review Letters, опубликована в виде препринта на arXiv и отмечена редакцией журнала как Editor’s Suggestion. Исследование возглавили специалисты Института физики высоких энергий Китайской академии наук вместе с коллегами из Шанхайской астрономической обсерватории и других научных организаций. Для астрофизиков результат LHAASO стал новым ограничением для моделей ускорения частиц и шагом к будущей многоканальной астрономии, где электромагнитные сигналы будут изучать вместе с нейтрино, космическими лучами и другими «посланниками» экстремальной Вселенной.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
