|
Огромная энергия космолучей обусловлена турбулентностью
|
|
|
|
Космические лучи сверхвысоких энергий, которые возникают в экстремальных астрофизических условиях, таких как бурлящие среды вблизи черных дыр и нейтронных звезд, обладают гораздо большей энергией, чем энергетические частицы, исходящие от нашего солнца. На самом деле частицы, из которых состоят эти потоки энергии, обладают энергией, примерно в 10 миллионов раз превышающей энергию частиц, ускоренных в самой экстремальной среде частиц на земле - Большом адронном коллайдере, созданном человеком.
|
|
|
|
Откуда берется вся эта энергия? В течение многих лет ученые полагали, что она возникает в результате толчков, которые происходят в экстремальных астрофизических условиях — когда, например, звезда взрывается перед образованием черной дыры, вызывая мощный взрыв, который выбрасывает частицы.
|
|
|
|
Эта теория была правдоподобной, но, согласно новому исследованию, опубликованному в Astrophysical Journal Letters, наблюдения лучше объясняются другим механизмом. Исследователи обнаружили, что источником энергии космических лучей, скорее всего, является магнитная турбулентность. Авторы статьи обнаружили, что магнитные поля в этих средах переплетаются и вращаются, быстро ускоряя частицы и резко увеличивая их энергию вплоть до резкого прекращения.
|
|
|
|
|
|
|
"Эти результаты помогают решить насущные вопросы, представляющие большой интерес как для астрофизиков, так и для физиков элементарных частиц, о том, как эти космические лучи получают свою энергию", - сказал Лука Комиссо, младший научный сотрудник Колумбийской астрофизической лаборатории и один из авторов статьи.
|
|
|
|
Статья дополняет опубликованные Комиссо и его коллегами исследования, посвященные энергетическим частицам Солнца, которые, как они также обнаружили, возникают из-за магнитных полей в солнечной короне. В этой статье Комиссо и его коллеги нашли способы лучше предсказать, где эти энергетические частицы могут появиться.
|
|
|
|
Космические лучи сверхвысокой энергии на порядки мощнее, чем энергетические частицы Солнца: они могут достигать 1020 электрон-вольт, в то время как частицы, исходящие от Солнца, могут достигать 1010 электрон-вольт, что составляет разницу в 10 порядков. (Чтобы дать представление об этой огромной разнице в масштабах, рассмотрим разницу в весе между рисовым зернышком массой около 0,05 грамма и 500-тонным Airbus A380, самым большим пассажирским самолетом в мире.)
|
|
|
|
"Интересно, что у этих двух чрезвычайно разных сред есть нечто общее: их магнитные поля сильно запутаны, и эта запутанная природа имеет решающее значение для возбуждения частиц", - сказал Комиссо.
|
|
|
|
"Примечательно, что данные о космических лучах сверхвысоких энергий явно отдают предпочтение предсказаниям магнитной турбулентности, а не ударного ускорения. Это настоящий прорыв в этой области", - сказала Гленнис Р. Фаррар, автор статьи и профессор физики Нью-Йоркского университета.
|
|
|
|
Источник
|
