Астрономы давно искали места происхождения некоторых протонов с высокой энергией (PeV) в нашей галактике. После 12 лет исследований с использованием данных гамма-телескопа Fermi, NASA подтвердили, что остаток сверхновой является именно таким источником экстремальных космических частиц.
Fermi доказал, что ударные волны от сверхновых разгоняют частицы до скорости, близкой к световой. Эти частицы, называемые космическими лучами, в большинстве своем имеют форму протонов, но могут включать атомные ядра и электроны. Поскольку все они несут электрический заряд, их пути становятся запутанными, когда они двигаются через магнитное поле Галактики. Из-за непредсказуемой траектории ученым долго не удавалось найти источник происхождения экстремальных частиц. Но один эффект помог зафиксировать место их происхождения.
Когда частицы с экстремальной энергией сталкиваются с межзвездным газом у сверхновой, они создают яркое свечение гамма-лучей — свет высокой энергии, достигающий миллиарды электронвольт. Частицы, захваченные хаотическими магнитными полями, неоднократно пересекают ударную сверхновую волну, набирая скорость и энергию с каждым прохождением. Впоследствии магнитное поле больше не может удерживать их, и они вырываются в межзвездное пространство.
Найденный источник
Астрономы подробно изучали остатки сверхновых. Однако из 300 остатков лишь некоторые из них излучают гамма-лучи с достаточно высокой энергией. Но одна конкретная звездная катастрофа привлекла большое внимание астрономов. Это кометообразное облако под названием G106.3+2.7, расположенное на расстоянии примерно 2600 световых лет в созвездии Цефея. Яркий пульсар J2229+6114 покрывает северный край остатка сверхновой, и астрономы считают, что оба объекта образовались в результате одного взрыва.
Телескоп Fermi обнаружил гамма-лучи мощностью в миллиард электронвольт из расширенного хвоста остатка. Дальше телескопическая система радиационной обработки изображений VERITAS в обсерватории Фреда Лоуренса Уиппла в южной Аризоне зарегистрировала гамма-лучи еще большей энергии из того же региона. Высотная гамма-обсерватория Черенкова в Мексике и эксперимент AS-Gamma в Китае обнаружили фотоны с энергией 100 трлн электронвольт в зоне, исследованной Fermi и VERITAS. Чтобы понимать мощность излучения, для сравнения, энергия видимого света составляет от примерно 2 до 3 электронвольт.
«С помощью данных Fermi за 12 лет мы убедились, что G106.3+2.7 действительно является источником протонов с высокой энергией», — объяснил соавтор Генрике Флейшхак из Католического университета Америки в Вашингтоне и Goddard Space NASA.
Статья с подробным описанием результатов была опубликована 10 августа в журнале Physical Review Letters.
Раньше мы сообщали о том, как нейтронные звезды помогут обнаружить темную материю.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
