Астрофизики выявили новый источник космических лучей
Нашу планету постоянно бомбардируют частицы из космоса. Субатомные частицы, такие как электроны или протоны, приходящие из межзвездного пространства, — одни из самых быстрых частиц во Вселенной. Они называются «космические лучи».
Происхождение этих частиц и то, откуда они берут ускорение, остается одной из главных загадок астрофизики. Быстро движущиеся струи вещества, выбрасываемые черными дырами, — идеальный кандидат для ускорения частиц. Однако детали этого процесса до конца не изучены.
Мощные струи возникают в микроквазарах — системах, состоящих из черной дыры звездной массы и «обычной» звезды. Они вращаются вокруг друг друга, и когда сближаются, черная дыра начинает поглощать свою спутницу, что ведет к выбросу струй.
В последние годы появились убедительные данные о том, что струи микроквазаров способны эффективно ускорять частицы. Однако остается неясным, насколько сильно они влияют на общее количество космических лучей в галактике.
Обычно микроквазары классифицируют по массе их звезд как «маломассивные» или «высокомассивные» системы. Высокомассивные содержат звезды с массой, значительно превышающей массу Солнца. До недавнего времени следы ускорения частиц находили лишь в таких системах. Например, недавно исследованный микроквазар SS 433, содержащий звезду с массой, в десять раз превышающей солнечную, признан одним из самых мощных ускорителей частиц в галактике.
Это привело к общему мнению, что маломассивные микроквазары не способны производить гамма-лучи. Однако ученые из Института ядерной физики им. Макса Планка (Германия) опровергли это представление. Их работа опубликована в Astrophysical Journal Letters.
Используя данные за 16 лет с детектора Large Area Telescope, установленного на борту спутника НАСА Fermi, астрофизики обнаружили слабый гамма-сигнал, исходящий от микроквазара GRS 1915+105. В нем вращается маломассивная звезда меньшей, чем Солнце, массы. Энергия гамма-лучей превышает 10 ГэВ. Вполне возможно, что изачально энергия ускорения частиц была еще больше.
Наблюдения свидетельствуют о том, что протоны ускоряются в струях, после чего они взаимодействуют с газом, производя гамма-излучение. Данные с радиотелескопа Nobeyama в Японии подтверждают наличие достаточного количества газа.
Таким образом, даже микроквазары с маломассивными звездами способны на ускорение частиц - при этом, это наиболее многочисленный класс объектов. Однако для выяснения причин, почему некоторые системы ускоряют частицы, а другие нет, необходимы новые исследования.
