Происхождение космических лучей, частиц высоких энергий из космического пространства, постоянно воздействующих на Землю, является одним из самых сложных вопросов в астрофизике. Теперь, новое исследование, опубликованное в журнале Monthly Notices Королевского астрономического общества, проливает свет на происхождение этих энергетических частиц.
Космические лучи, обнаруженные более 100 лет назад, считающиеся потенциальным риском для здоровья экипажей самолетов и космонавтов, создаются ударными волнами, например, взрывами сверхновых. Самые энергичные космические лучи, проходящие через Вселенную, несут в 10-100 миллионов раз больше энергии, генерируемой Большим адронным коллайдером в ЦЕРНе.
Крабовидная туманность, образовавшаяся после взрыва сверхновой звезды, и наблюдавшаяся почти 1000 лет назад, является одним из наиболее изученных объектов в истории астрономии и известным источником космических лучей. Она излучает по всему электромагнитному спектру: от гамма-лучей, ультрафиолетового и видимого света до инфракрасных и радиоволн. Большая часть того, что мы видим, исходит от очень энергичных частиц (электронов), и астрофизики могут строить подробные модели, чтобы попытаться воспроизвести излучение, которое эти частицы испускают.
Новое исследование, проведенное Федерико Фрашетти из Университета Аризоны, США и Мартином Полом из Университета Потсдама, Германия, показывает, что электромагнитное излучение, текущее из Крабовидной туманности, может возникать иначе, чем традиционно считали ученые: радиация потенциально может быть унифицирована и возникнуть из одной популяции электронов, гипотеза, которая ранее считалась невозможной.
Согласно общепринятой модели, когда частицы достигают границы, они многократно отскакивают назад и вперед из-за магнитной турбулентности. Во время этого процесса они получают энергию — подобно тому, как теннисный мяч отскакивает между двумя ракетами, которые неуклонно приближаются друг к другу, и приближаются к скорости света. Такая модель следует идее, представленной итальянским физиком Энрико Ферми в 1949 году.
«Нынешние модели не включают то, что происходит, когда частицы достигают наивысшей энергии», — сказал Федерико, ученый из Университета Аризоны. «Только если мы включим другой процесс ускорения, в котором число частиц более высоких энергий уменьшается быстрее, чем при меньшей энергии, мы можем объяснить весь электромагнитный спектр, который мы видим. Это говорит о том, что, хотя ударная волна является источником ускорения частиц, механизмы должны быть разными».
Соавтор Мартин Пол добавил: «Новый результат представляет собой важный шаг вперед для нашего понимания ускорения частиц от космических объектов и помогает расшифровать происхождение энергетических частиц, которые встречаются почти везде во Вселенной».
Авторы заключают, что требуется лучшее понимание того, как частицы ускоряются от космических источников, и как ускорение работает, когда энергия частиц становится очень большой. Несколько миссий НАСА, в том числе ACE, STEREO и WIND, посвящены изучению аналогичных свойств, вызванных плазменными взрывами на поверхности Солнца при их движении к Земле, и поэтому могут добавить важные сведения об этих эффектах в ближайшем будущем.
Spherex означает спектро-фотометр для истории вселенной, эпохи реонизации и исследователя ICES. Это их новый инфракрасный…
Пара верхних кварков была обнаружена в детрите, распыляющемся из-за столкновения двух атомов свинца. Обнаружение укрепляет…
Amazon готовится запустить свою первую полную партию спутников Project Kuiper на следующей неделе, отмечая решающую…
Квантовая машина использовала запутанные кубиты для создания числа, сертифицированного как по-настоящему случайное впервые, демонстрируя удобную…
материя и антивещество должны были полностью уничтожить друг друга назад, оставив вселенную очень пустое место.…
Еще раз, Марс подарил нам пример чего -то, что, кажется, в изобилии: чрезвычайно необычные и…
Просмотреть комментарии
Возможно эти частицы при высоких энергиях и скоростях переходят из корпускулярной-вещественной стороны-формы в энергетически-волновую сторону-форму материи и избегают отрицательного влияния роста массы частицы при скоростях близких к скорости света.