A&A: сверхновые извергают потоки частиц с энергией в петаэлектронвольты

Ирландские ученые из Городского университета Дублина обнаружили самые мощные природные ускорители частиц во Вселенной. Ими оказались сверхновые, способные разгонять космические лучи до рекордных энергий. Исследование опубликовано в научном журнале Astronomy&Astrophysics (A&A).

Космические лучи — потоки высокоэнергетических частиц — уже почти сто лет остаются загадкой для астрономов. Самые мощные из них достигают энергий в петаэлектронвольты (ПэВ), что в тысячи раз превышает показатели Большого адронного коллайдера.

Долгое время считалось, что их источником могут быть сверхновые, но наблюдения за остатками взорвавшихся звезд, такими как Кассиопея А и Тихо, не подтверждали эту теорию — излучаемые ими частицы были слишком слабыми.

В новом исследовании команда выяснила, что для ускорения частиц до ПэВ-уровня сверхновая должна перед взрывом сбросить не менее двух солнечных масс, но при этом сохранить плотную газовую оболочку. Когда ударная волна от взрыва сталкивается с этим материалом, возникают экстремальные магнитные поля, которые разгоняют частицы до невероятных энергий.

К сожалению, этот процесс длится всего несколько месяцев, после чего система теряет мощность. Именно поэтому астрономы пока не зафиксировали ни одного активного "ПэВатрона" — сверхновые в нашей галактике вспыхивают редко, а подходящие условия возникают еще реже.

Исследователи надеются, что будущие наблюдения помогут обнаружить этот феномен и раскрыть тайну космических лучей.