Источник мощных космических лучей найден: откуда они падают на Землю

Сеть телескопов HESS в Намибии, наконец, совершила то, что напоминает детективное расследование. Она нашла конкретный адрес во Вселенной, откуда к нам прилетают мощные космические лучи. Оказалось, что частицы разгоняются до немыслимых скоростей в окрестностях черной дыры, внутри причудливой структуры под названием Туманность Ламантина.

Такие объекты астрономы окрестили «микроквазарами». Да, они не такие монстры, как их далекие собратья квазары, но зато находятся гораздо ближе к нам. И что самое главное — их выбросы постоянно и без перерыва обстреливают нашу планету потоком высокоэнергетических частиц. Звучит почти как научная фантастика, но это наша повседневность.

Результаты работы обсерватории HESS — это настоящий прорыв в долгом и сложном розыске источников космических лучей. Ведь мы уже больше века живем под этим непрекращающимся «дождем» из разогнанных до невероятных скоростей атомных ядер, и понять, откуда именно он идет, было архиважной задачей.

Небесный шторм частиц

Источник мощных космических лучей найден: откуда они падают на Землю

Космические лучи — это не однородный поток. Они прилетают к нам с разным «зарядом» энергии. Самые спокойные, низкоэнергетические, — это в основном частицы солнечного ветра, которые закручиваются магнитным полем Земли и мягко «стекают» в атмосферу.

А вот лучи покрепче, как считается, рождаются в жерле взрывающихся звёзд — сверхновых. Но настоящие гиганты, частицы чудовищной энергии, приходят к нам из-за пределов Млечного Пути. Их фабрики — квазары. Представьте сверхмассивную черную дыру, которая выстреливает струями плазмы почти со скоростью света. Энергия этих выбросов может превосходить возможности Большого адронного коллайдера в сто миллионов раз! Просто вдумайтесь в эту цифру.

Учёные давно подозревали: а что, если меньшие черные дыры, всего в несколько раз тяжелее Солнца, тоже способны на такое ускорение? Эти объекты, прозванные микроквазарами, ярко светятся в рентгене и радиодиапазоне. И их энергия как раз занимает промежуточную нишу — мощнее сверхновой, но слабее квазара. Идеальный кандидат для разгадки.

Охота за призрачными частицами

В новом исследовании группа астрофизиков во главе с Лаурой Оливера-Ньето пристально изучила микроквазар SS 433. Эта черная дыра в созвездии Орла, за 18 тысяч световых лет от нас, состоит в паре с огромной звездой. Вещество со звезды перетекает на черную дыру, закручивается в раскаленный диск и часть его, не успев упасть, с ревом выбрасывается прочь в виде двух тонких, невероятно быстрых струй — джетов.

Вся эта система погружена в туманность причудливой формы, напоминающей морскую корову — ламантина. Туманность — это остатки древней сверхновой, взорвавшейся десятки тысяч лет назад. От того взрыва и осталась сама черная дыра.

Но вот что интересно: ударная волна от той давней сверхновой давно утихла и не могла разгонять частицы все это время. Однако где-то между 10 и 30 тысячами лет назад система снова «включилась». Черная дыра активизировалась, запустила свои джеты — и с этого момента Туманность Ламантина превратилась в настоящую природную ускорительную установку, штампующую космические лучи. Похоже, мы наконец нашли одну из таких космических фабрик у себя по соседству.