Прискорювач частинок у космосі. Чорна діра-вампір розкриває давню загадку астрономії

Автори дослідження, опублікованого в журналі Science, припускають, що вони знайшли джерело дивних космічних променів, які врізаються в нашу планету. Цим джерелом є чорні діри-вампіри під назвою мікроквазари. Вони являють собою космічний прискорювач частинок, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Ще 1912 року вчені вперше виявили космічні промені, які врізаються в атмосферу Землі, і їхні частинки можуть мати енергію, що сягає 10 у 20 ступені електронвольт. Це набагато більше, ніж мають частинки, прискорені найпотужнішим прискорювачем частинок на Землі — Великим адронним колайдером.

Важливо Стандартна модель космології може бути неправильною: Всесвіт молодший, ніж вважали вчені

У минулому вчені вважали, що за появою космічних променів стоять або наднові (вибухи зірок), або мікроквазари (чорні діри з активним поглинанням матерії). Передбачалося, що вони є космічними прискорювачами частинок. Але доказів того, що мікроквазари можуть відповідати за появу космічних променів, було мало. До нового дослідження.

Мікроквазарами називають чорні діри зоряної маси, які схожі на квазари (надмасивні чорні діри в центрі деяких галактик), але перші не так активно поглинають матерію.

Автори нового дослідження вважають, що чорні діри зоряної маси, які перебувають у подвійній системі з величезною зіркою і поглинають її речовину (тому їх називають вампірами), потім випускають у космос високошвидкісні релятивістські струмені. Ці струмені врізаються в навколишню матерію, створюють ударну хвилю, яка прискорює електрони до такої великої швидкості, що саме цим можна пояснити частинки високої енергії в космічних променях.

Такого висновку астрономи дійшли після вивчення найпотужнішого мікроквазара в Чумацькому Шляху під назвою SS 433. Вони виявили гамма-промені дуже високої енергії, які виходять із релятивістських струменів. Ці промені з'являються якраз під час зустрічі струменів із навколишньою матерією.

Мікроквазар SS 433 розташований у центрі залишку наднової під назвою W50. Цей залишок відомий ще під назвою Туманність ламантина і розташований на відстані 18 тисяч світлових років від нас. SS 433 складається з чорної діри, маса якої в 10-15 разів більша за масу Сонця, і зірки-компаньйона, яка належить до класу білих надгігантів. Їх розділяє приблизно 24 млн км. Це майже в 6 разів менше, ніж відстань від Землі до Сонця.

Коли чорна діра забирає речовину в сусідньої зірки, то з'являється акреційний диск з матерії, що обертається навколо чорної діри. Частина речовини падає в чорну діру, а частина у вигляді струменів відлітає в космос зі швидкістю 26% від швидкості світла. Що стосується залишку наднової W50, то він утворився внаслідок вибуху зірки 20 тисяч років тому, після чого і з'явилася чорна діра зоряної маси.

Але автори дослідження кажуть, що існують загадки, які ще потрібно розгадати. Наприклад, потрібно з'ясувати, з чим стикаються струмені чорної діри, що призводить до появи ударних хвиль і дивних космічних променів.

Також учені кажуть, що не можуть поки що точно сказати, що мікроквазари є джерелами космічних променів і поки що це тільки припущення, засноване на отриманих даних. Але є ще одна таємниця, яку належить розкрити. За слова авторів дослідження, навіть якщо SS 433 є джерелом космічних променів, то він точно не створює космічні промені, які складаються з протонів з енергією, що досягає петаелетронвольт. Їх також виявляють на Землі, але вчені вважають, що мікроквазар SS 433 занадто молодий, щоб його прискорені частинки могли досягти Землі після того, як вони покинули джерело. Можливо, старіші мікроквазари мають відношення до цього виду космічних променів.

Як уже писав Фокус, телескоп Хаббл знайшов воду на маленькій планеті, схожій на Землю. Ця планета розташована на відстані 97 світлових років і в 2 рази більша за Землю за розмірами.