Космічні промені надвисоких енергій — це загадкові частинки, енергія яких у мільйони разів перевищує можливості земних прискорювачів. Незважаючи на 60 років досліджень, їхнє походження залишалося таємницею. Але тепер фізик Гленніс Фаррар з Нью-Йоркського університету запропонував теорію, яка може поставити крапку в цій науковій детективній історії.
Злиття зір і народження енергії
За новою гіпотезою, джерелом цих променів є катастрофічні злиття нейтронних зір. Під час цього процесу, який триває мільйони років, дві надщільні зорі обертаються навколо спільного центра, поступово зближуючись. У момент зіткнення їхнє ядро перетворюється на чорну діру, а магнітні поля та речовина викидаються у космос з неймовірною швидкістю. Саме в цих турбулентних потоках, за словами Фаррара, частинки набувають рекордних енергій.
Ця теорія не лише пояснює механізм прискорення космічних променів надвисоких енергій, але й пов’язує їх із двома ключовими явищами:
- виникненням важких елементів (золота, платини, урану) через r-процес;
- генерацією гравітаційних хвиль, які фіксують детектори LIGO-Virgo.
Від таємниці до відкриття
Раніше наука не могла пояснити, чому енергія частинок корелює з їхнім зарядом, а також чому деякі події випромінюють на порядки більше енергії за інші. Модель Фаррара вперше дає відповіді на ці запитання. Наприклад, важкі ядра (ксенон, телур), створені під час злиття, стають «паливом» для космічних променів, що підтверджується їхнім складом.
Теорія передбачає два перевірених наслідки:
- рідкісні елементи в космічних променях. Експерименти мають виявити сліди r-процесу (наприклад, ксенону) у складі космічних променів надвисоких енергій;
- гравітаційні хвилі як маркери. Кожен спалах надвисокоенергетичних нейтрино має супроводжуватися сигналом від злиття нейтронних зір.
Це відкриття відкриває нову сторінку в астрофізиці. Воно не лише розкриває природу найпотужніших частинок, але й дає інструмент для вивчення наймасштабніших космічних катастроф. Наступні кроки — експериментальне підтвердження прогнозів, що може змінити наше розуміння еволюції Всесвіту.
Раніше ми повідомляли про те, як космічна радіація та галактичні промені «зводять з розуму» електроніку.
За матеріалами Phys.org
