Майже 70 років астрофізики намагалися розгадати одну з найскладніших загадок Всесвіту — причину різкого «зламу» в енергетичному спектрі космічних променів. Це явище, відоме як «коліно», демонструє різке зниження інтенсивності частинок з енергією понад 3 пегаелектронвольти (ПеВ). Нове революційне відкриття, зроблене за допомогою обсерваторії LHAASO, нарешті вказує на джерело цієї аномалії — могутні мікроквазари, що живляться чорними дірами.
Відкрите ще минулого століття, «коліно» на енергетичному спектрі космічних променів нагадувало природний обмежувач. Науковці припускали, що воно може бути пов’язане з максимальною межею прискорення частинок у таких традиційних джерелах, як залишки наднових зір. Гіпотеза полягала в тому, що за цією межею один тип енергетичного розподілу змінюється іншим. Однак тривалий час не існувало ні спостережних даних, ні технологій, щоб це підтвердити.
Надзвичайна енергія
Прорив стався завдяки даним Великої обсерваторії висотних повітряних злив (LHAASO). Два нових дослідження, опубліковані в авторитетних журналах, доводять, що саме мікроквазари є потужними прискорювачами частинок у нашій Галактиці та, найімовірніше, є джерелом загадкового «коліна».
Мікроквазари — це подвійні системи, де чорна дія поглинає речовину зі супутньої зорі, утворюючи релятивістські струмені плазми. LHAASO вперше в історії систематично виявив гамма-промені надвисокої енергії від п’яти таких об’єктів: SS 433, V4641 Sgr, GRS 1915+105, MAXI J1820+070 та Cygnus X-1.
Спостереження за системою SS 433 виявили, що ультрависокоенергетичне випромінювання від неї перекривається з гігантською атомною хмарою. Це свідчить про те, що протони, прискорені чорною дірою, зіштовхуються з навколишньою матерією. Енергія цих протонів перевищувала 1 ПеВ, а загальна потужність випромінювання досягала неймовірних 1032 джоулів на секунду. Для порівняння, це еквівалентно енергії, що вивільняється за одну секунду чотирма трильйонами найпотужніших водневих бомб.
Ще один мікроквазар, V4641 Sgr, продемонстрував гамма-випромінювання з енергією 0,8 ПеВ, що робить його ще одним «суперприскорювачем» частинок.
Як це розв’язує загадку?
Ці відкриття доводять, що мікроквазари є значущими прискорювачами частинок у діапазоні ПеВ. Вони здатні розганяти космічні промені до значно вищих енергій, ніж це можливо для залишків наднових. Отже, «коліно» відображає саме межу прискорення для старих джерел (наднових), тоді як мікроквазари беруть на себе роль «нових джерел», що генерують потік частинок за межею цього зламу.
Відкриття LHAASO не лише розкриває десятилітню таємницю, а й відкриває нову сторінку в нашому розумінні Всесвіту. Воно вказує на вирішальну роль чорних дір у галактичних процесах прискорення частинок і дає початок новій ері досліджень екстремальної фізики. Обсерваторія, створена китайськими вченими, продовжує лідирувати в цій галузі, надаючи унікальні дані, що змінюють наш погляд на космос.
Раніше ми повідомляли про те, як вчені пояснили «неможливе» злиття чорних дір.
За матеріалами phys.org
