Микроквазар (реактивный объект), который помог ученым найти природный ускоритель частиц.
Лаборатория научной коммуникации MPIK/HESS
- Недавние исследования показали, как небесные тела отправляют ускоренные частицы в космос.
- Джеты квазаров и сверхновых могут посылать на Землю опасные космические лучи.
- Впервые исследования показали, как космические лучи ускоряются почти до скорости света.
Загадочныйкосмические лучиКрошечные черные дыры помогают ученым понять, как объекты могут путешествовать в космосе и сталкиваться с Землей почти со скоростью света.
Космические лучи высокой энергии постоянно падают из космоса, но учёным о них мало что известно. Одна из давних загадок заключается в том, как космические лучи достигают Земли на таких скоростях.
Исследователи, изучающие черные дыры, впервые обнаружили природный ускоритель частиц, ускоряющий космические лучи, падающие на нашу планету.
«За последние несколько лет мы смогли сказать: «Да, у нас есть ускорители частиц. Это трудно объяснить, но у нас есть ускорители частиц», — сказал автор исследования Макс Планк, Гейдельберг, Германия. Лаура Оливера- Ньето, исследователь из Института Кернфизики Макса Планка, рассказал Business Insider.
«Сейчас мы вступаем в эпоху, когда мы действительно можем ответить, где и как».
Иллюстрация, показывающая, как струю вокруг SS433 вписывается в туманность Ламантин.
Лаборатория научной коммуникации MPIK/HESS
Высокоскоростные космические лучи, исходящие из черных дыр и взрывающихся звезд
наша планетакосмические лучиплавать в море. Эти заряженные частицы прыгают по Вселенной, выделяя много энергии.
Если бы космические лучи падали на нашу планету нефильтрованными, жизнь на Земле была бы невозможна. Космические лучи движутся почти со скоростью света и обладают достаточной энергией, чтобы разрушить нашу ДНК, проходя через наши тела.
Изображение астрономии космических лучей для объяснения явлений сверхвысоких энергий.
ГОРОДИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ОСАКИ/КИОТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ/РЮУНОСУКЭ ТАКЕСИГЕ
К счастью, атмосфера Земли защищает нас от сильнейшей радиации. Но понимание того, как радиация проявляется в космосе, важно, поскольку в будущем все больше стран инвестируют в доставку людей на другие планеты.
И мы не совсем понимаем, как космические лучи достигают таких скоростей.
Посмотрите в центр струи
Ученые родом из квазаров и сверхновыхкосмические лучиКогда вы смотрите на него, вы обычно видите только большие куски.
Космические лучи высокой энергии исходят от квазаров, находящихся так далеко (если бы они были близко, они взорвали бы галактику), что трудно рассмотреть детали. Сверхновые, возможно, и ближе, но их низкая энергия делает их слишком тусклыми, чтобы их можно было увидеть в телескопы на Земле.
Но близлежащий объект под названием SS 433 предлагает редкую возможность рассмотреть космические лучи в беспрецедентных деталях.
SS 433 — микроквазар, крошечная черная дыра с массой примерно в 10 раз больше Солнца. Он расположен в туманности Ламантин, газовом облаке, оставленном взорвавшейся звездой на расстоянии около 18 000 световых лет от нас.
«Их называют микроквазарами, потому что они похожи на их миниатюрные версии», — говорит Оливера-Ньето.
SS 443 находится в туманности Ламантин (W50).
НАСА
Это означает, что она достаточно слаба, чтобы выжить поблизости, но достаточно сильна, чтобы извергать частицы с более высокими энергиями, чем сверхновая.
Есть еще одна причина, по которой этот микроквазар «особенный», говорит Оливера-Ньето. Эти объекты обычно имеют струи только на день или два.
«Этот самолет летает уже 50 лет. Это единственное известное нам небесное тело, которое остановилось в каком-то состоянии».
Когда Оливера-Ньето и его коллеги исследовали объект, они обнаружили в струе большую дыру. Вокруг черной дыры на расстоянии примерно 0,1 парсека (около 0,326 светового года) был виден небольшой водоворот, но затем ничего не было видно, и струю вновь появилась на расстоянии примерно 75 световых лет.
Ученые полагают, что именно в этом разрыве частицы ускоряются почти до скорости света.
Имиджевое видео самолетов вокруг SS433
Расположение ускорителя подсказывает, как он работает
У ученых есть три гипотезы, объясняющие, как работает этот природный ускоритель частиц.
Одна из возможностей заключается в том, что линии магнитного поля вокруг черной дыры переносят эти частицы, и линии магнитного поля испытывают такое сильное напряжение, что сильно разрываются, отправляя частицы в космос.
Но в этом случае ускоритель оказался бы намного ближе к черной дыре.
Другая возможность заключается в том, что черная дыра создает туннель, который дает импульс частицам, когда они отскакивают от стенок. Но в этом случае частицы постепенно станут быстрее.
Это наблюдение впервые подтверждает третью гипотезу. Гипотеза состоит в том, что частицы сталкиваются с невидимой стеной, так называемым разрывом, который внезапно останавливает частицу на ее пути. Это изменение скорости накапливает энергию вокруг частицы, придавая ей эту скорость, когда она наконец прорывается.
Теперь возникает вопрос: что создает этот барьер?
«Мы этого не знаем. Что действительно интересно, так это то, что это явление симметрично», — сказал Оливера-Ньето.
«Это означает, что он каким-то образом связан с самой системой».
Результаты этого исследования были опубликованы в рецензируемом академическом журнале.Наука” был опубликован.
2024-02-16 10:00:00
1708110388
#Понимание #того #почему #космические #лучи #от #черных #дыр #сверхновых #достигают #Земли #почти #со #скоростью #света #Business #Insider #Japan