"Кометный" хвост в центре Млечного Пути помог решить 100-летнюю космическую загадку

Астрономы изучили звездной плотное скопление Terzan 5, которое находится рядом с центром нашей галактики и перемещается с огромной скоростью по орбите. Благодаря новым наблюдениям астрономам удалось изучить поведение космических лучей. Это явление сбивало с толку ученых более 100 лет из-за их траектории перемещения в космосе. Но теперь давняя космическая загадка решена. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy, пишет ScienceAlert.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Космические лучи

В 1912 году физик Виктор Гесс обнаружил странное излучение, которое приходило из космоса, но его источник не был известен. Таким образом впервые были открыты космические лучи. Это таинственное излучение, которое состоит из элементарных частиц под названием протоны и электроны, скорость перемещения которых достигает почти скорости света.

Эти частицы летят через межзвездное пространство, и небольшая их часть может проникать в верхние слои атмосферы Земли. Сложно обнаружить источники космических лучей, но известно, что эти заряженные частицы меняют свое направление движения при столкновении с магнитным полем.

В межзвездной среде полно магнитных полей и они постоянно колеблются. Таким образом космические лучи начинают двигаться в разных направлениях. То есть, вместо того, чтобы двигаться по прямой, как свет, от своего источника, космические лучи распространяются почти равномерно по всему Млечному Пути. Поэтому на Землю они прилетают почти одинаково со всех направлений.

По словам ученых, из звездного скопления Terzan 5 выходит много космических лучей. Это связано с тем, что в этом скоплении находится много миллисекундных пульсаров. Это нейтронные звезды, которые вращаются очень быстро вокруг своей оси, имеют сильное магнитное поле, и они ускоряют космические лучи до чрезвычайно высоких скоростей.

Гамма-лучи

Из-за колебаний магнитных полей эти космические лучи не долетают до Земли. Но можно увидеть признаки их существования. Некоторые космические лучи сталкиваются частицами света или фотонами и превращают их высокоэнергетические незаряженные частицы – гамма-лучи.

Гамма-лучи летят в том же направлении, что и космические лучи, которые их создали, но их траектория полета не изменяется магнитными полями. То есть они могут лететь к Земле по прямой, как и свет.

По слова астрономов с 2011 года известно, что в звездном скоплении в Terzan 5 по какой-то причине гамма-лучи не совпадают точно с положением звезд. Вместо этого они выходят из региона космоса шириной примерно 30 световых лет, где нет явных источников этих лучей. Теперь авторы исследования нашли этому объяснение.

"Кометный" хвост огромных размеров

Хотя звездное скопление Terzan 5 сейчас находится близко к центру Млечного Пути, оно не всегда там находилось. На самом деле скопление движется по очень широкой орбите и долгое время находится дальше от плоскости нашей галактики. Но сейчас скопление проносится сквозь галактику со скоростью в сотни километров в секунду. Ученые считают, что это приводит к тому, что скопление сметает вокруг себя магнитные поля, как хвост кометы, которая приносится сквозь солнечный ветер.

Выходящие из звездного скопления космические лучи сначала двигаются вдоль "кометного" хвоста. Нельзя увидеть гамма-лучи, которые создают космические лучи, потому что хвост не направлен прямо в сторону Земли.

Если бы гамма-лучи всегда двигались вдоль хвоста, то их никогда нельзя было бы увидеть, но благодаря колебаниям магнитных полей их направление начинает меняться, говорят ученые. И таким образом гамма-лучи становятся видимыми. К тому времени, когда достаточное количество гамма-лучей будет направлено в сторону Земли и они станут очень яркими, незаряженным частицам нужно пройти 30 световых лет по магнитному хвосту звездного скопления.

Благодаря новому исследованию, астрономы смогли впервые выяснить, сколько времени нужно колеблющимся магнитным полям, чтобы изменить направление космических лучей. Эту информацию можно использовать для проверки теорий о том, как работают межзвездные магнитные поля и откуда берутся их колебания. Таким образом астрономы стали на шаг ближе к пониманию загадочного излучения из космоса, открытого более 100 лет назад.

Как уже писал Фокус, астронавт NASA сделал новые фотографии из космоса, на которых видна орбитальная станция, Луна и полярное сияние на Земле.