Уникальная особенность близлежащей черной дыры может помочь разгадать тайну космических лучей
Маленькая черная дыра помогает ученым понять, как загадочные космические лучи могут проноситься через Вселенную и поражать Землю почти со скоростью света.
Высокоэнергетические космические лучи постоянно падают на нас из космоса. , но ученые не так уж много о них знают. Одна из давних загадок заключается в том, как космические лучи могут достигать нашей планеты на таких скоростях.
Впервые исследователи, изучающие черную дыру, обнаружили природный ускоритель частиц, который ускоряет бомбардирующие нашу планету космические лучи. наша планета.
«За последние годы мы могли сказать: «да, ускорение частиц существует. Как? невозможно сказать. Но оно есть», — Лаура Оливера-Ньето, автор статьи. и исследователь из Института Кернфизики Макса Планка в Гейдельберге рассказали Business Insider.
«Теперь мы вступаем в эпоху, когда мы действительно можем ответить, где и как», — сказала она.
>
Быстрые космические лучи исходят от черных дыр и взрывающихся звезд
Наша планета плавает в море космических лучей. Эти заряженные частицы прыгают по Вселенной, принося с собой много энергии.
Если бы эти лучи падали на нашу планету без фильтрации, жизнь на Земле была бы невозможна. Космические лучи движутся почти со скоростью света – настолько быстро, что могут проходить сквозь наши тела, как воздух, принося столько энергии, что наша ДНК разорвалась бы на ленты.
К счастью для нас, атмосфера нашей планеты защищает нас от худшего излучения. Но нам по-прежнему важно понять, как оно появляется в нашей Вселенной, особенно с учетом того, что все больше стран вкладывают средства в превращение людей в многопланетный вид в будущем.
И одна из вещей, которые мы действительно не понимаем. именно поэтому они достигают такой скорости.
Всматриваясь в сердцевину реактивного самолета
Когда ученые смотрят на космические лучи, исходящие от квазаров и сверхновых, обычно все, что они видят, — это большая капля. .
Высокоэнергетические космические лучи исходят от квазаров, которые находятся очень далеко. Если подойти ближе, они взорвут Млечный Путь, поэтому их трудно рассмотреть в деталях. Сверхновые могут быть ближе, но они излучают лучи низкой энергии, которые очень слабы, если их наблюдать в телескоп на Земле.
Но близлежащий космический объект под названием SS 433 предоставил редкую возможность вглядеться в космические лучи. в беспрецедентных деталях.
SS 433 — это микроквазар, то есть небольшая черная дыра, масса которой примерно в десять раз превышает массу Солнца. Он расположен в туманности Ламантина — облаке газа, оставленном взорвавшейся звездой на расстоянии около 18 000 световых лет.
«Его называют микроквазаром, потому что оно похоже на миниатюрную версию этих вещей», — сказал Оливера-Ньето.
Это означает, что он достаточно слаб, чтобы находиться рядом, но достаточно силен, чтобы извергать частицы более высокой энергии, чем сверхновая.
Есть еще одна причина, почему этот микроквазар такой «особенный», сказал Оливера. — сказал Ньето. У этих объектов обычно есть струи, которые действуют в течение дня или двух.
«У этого объекта струи существуют уже 50 лет, и это необычно, потому что это единственный известный нам объект, который как бы застрял в состоянии », — сказала она.
Когда Оливера-Ньето и его коллеги посмотрели на этот объект, они обнаружили, что в струях был большой разрыв. Они могли видеть небольшие спирали вокруг черной дыры на расстоянии около 0,1 парсека, затем ничего, а джеты вновь появились примерно на 75 световых лет дальше.
Ученые полагают, что в промежутке происходит ускорение частиц. почти до скорости света.
Расположение ускорителя говорит нам о том, как он работает.
У ученых есть три теории, объясняющие, как работает этот природный ускоритель частиц.
Во-первых, линии магнитного поля вокруг черной дыры несут эти частицы, и они испытывают такое сильное напряжение, что резко разрываются, выбрасывая частицы в космос.
Но в этом случае ускоритель был бы совершенно близко к черной дыре.
Другой вариант заключается в том, что черная дыра создает туннели, которые ускоряют частицы, когда они отскакивают от сторон. Но тогда частицы будут постепенно ускоряться.
Наблюдение впервые подтверждает третью гипотезу: частицы сталкиваются с невидимой стеной, так называемым разрывом, который резко останавливает частицы в их движении. путь.
Это изменение скорости заставляет энергию накапливаться вокруг частиц, придавая им эту скорость, когда они в конечном итоге прорываются.
Теперь возникает вопрос: что создает этот шок?
«Мы не знаем, потому что это довольно интригующе, потому что это происходит с обеих сторон симметрично», — сказал Оливера-Ньето.
«Значит, это означает, что оно каким-то образом связано с самой системой», — сказала она.
Результаты были опубликованы в рецензируемом журнале Наука.
Эта статья была первоначально опубликована Business Insider.
Больше от Business Insider:
