Чрезвычайно энергичные электроны поступают из странного источника...

Чрезвычайно энергичные электроны поступают из странного источника поблизости

Posted 2024-12-05 19:22:26

Астрофизики обнаружили самые энергичные электроны, которые когда-либо падали на Землю. Эти космические лучи, энергия которых в триллионы раз превышает энергию видимого света, похоже, происходят из мощного источника, расположенного относительно близко к нам.

Об этом рассказывает блог "Цікава наука".

Землю постоянно бомбардирует космическое излучение, большая часть которого происходит от нашего Солнца. Но также относительно далекие источники могут испускать частицы с чрезвычайно высокой энергией: квазары, сверхновые и гамма-вспышки. И вот теперь ученые обнаружили электроны самой высокой энергии среди зафиксированной ранее.

Эта энергия измеряется в электронвольтах (эВ), где 1 эВ -- это количество энергии, которое приобретает один электрон, когда проходит через электростатический барьер с потенциалом один вольт. Большинство электронов в космических лучах имеют энергию в несколько сотен гигаэлектронвольт (ГэВ). Но недавно обнаруженные рекордсмены были измерены до невероятных 40 тераэлектронвольт (ТеВ). Это триллионы эВ.

Открытие было сделано командой, которая проанализировала 10-летние данные, собранные телескопами обсерватории HESS в Намибии. Эта обсерватория обнаруживает космические лучи интересным способом -- когда они попадают в атмосферу Земли, они сталкиваются с атомами и молекулами в воздухе и вызывают ливень вторичных частиц. По специфическому составу этого ливня можно определить принадлежность первичной частицы.

Заряженные электроны и их аналоги из антиматерии, позитроны, составляют лишь около 1% космических лучей, поэтому их трудно обнаружить среди фонового шума других частиц. В этом новом исследовании ученые использовали новаторские алгоритмы, чтобы точнее отфильтровать их из набора данных HESS. Это позволило обнаружить невиданный ранее диапазон электронов космических лучей с более высокими энергиями, вплоть до 40 ТэВ.

К сожалению, отследить источник космических лучевых электронов очень сложно. Их путь к нам изгибается, когда они проходят мимо и сквозь магнитные поля в космосе, поэтому к тому времени, как они достигают нас, они, по сути, могли прилететь откуда угодно.

Направление может быть неизвестно, но астрономы могут по крайней мере выяснить, как далеко они пролетели. Чем дольше эти энергичные частицы пролетают сквозь пространство, тем больше энергии они рассеивают. Исходя из этого, команда говорит, что большинство электронов с энергией ниже 1 ТэВ, вероятно, пришли из далеких объектов.

Но те, что находятся на более высоком конце спектра, не могли пролететь слишком далеко, чтобы иметь такое количество энергии. Команда подсчитала, что эти электроны, вероятно, происходят из источника, расположенного в пределах нескольких тысяч световых лет от нашей Солнечной системы. В космических масштабах это очень близко.

Наиболее очевидным кандидатом, по словам команды, является пульсар -- тип нейтронной звезды, которая периодически производит пучки электромагнитного излучения из своих полюсов.