До высоких энергий космические лучи разгоняют пузыри Ферми

Россия, Китай

• Вселенная

Специалисты Московского физико-технического института и Физического института имени Лебедева Российской академии наук вместе с коллегами из Китая предложили объяснение природе высокоэнергичного космического излучения в Галактике. Речь идет о потоках космических частиц с энергиями в промежутке от десять в пятнадцатой до десять в восемнадцатой степени электрон-Вольт. Их энергия в сотни раз больше, чем может дать взрыв сверхновой - тогда откуда они ее получают?

Исследователи создали компьютерную модель, в которой связали космическое излучение с так называемыми пузырями Ферми. Это гигантские сферические структуры, размещающиеся в центре Галактики, которые являются источниками рентгеновских и гамма-лучей. Они расположены симметрично относительно плоскости нашей звездной системы и занимают около 50 тысяч световых лет каждое, что примерно равно диаметру самого Млечного Пути. Такие же структуры обнаружены и в других звездных системах, ядра которых активны.

Что собой представляют пузыри Ферми - пока толком не ясно. Их расположение показывает, что они каким-то образом связаны с активностью центра Галактики, где идет выделение огромной энергии в результате поглощения звезд гигантской черной дырой, масса которой в миллион раз превышает массу Солнца. Дмитрий Чернышёв и Владимир Догель, вместе с коллегами из Гонконга и Тайваня, предположили, что до высоких энергий излучение разгоняют пузыри Ферми с помощью ударных волн, образованных падением вещества в черную дыру. Причем, ускоряются не только релятивистские электроны, но и другие частицы - протоны и легкие ядра, составляющие космическое излучение.

В своей работе, опубликованной в журнале FPJ Web of Conferences, они полагают, что эти пузыри дополнительно ускоряют и протоны, образующиеся при взрывах сверхновых. Как показывает моделирование, такие частицы, вырываясь из диска Млечного Пути и устремляясь к его периферии, получают добавочный импульс в данных структурах. Выполненный специалистами расчет спектрального распределения космических лучей хорошо совпадает с имеющимся в интересующем ученых интервале. Этот интервал на графике образует характерный излом, что указывает на участие каких-то механизмов, сообщающих дополнительную энергию излучению.

Вера Максимова, 07.08.2017 12:27