"Кометний" хвіст у центрі Чумацького Шляху допоміг вирішити 100-річну космічну загадку

Астрономи вивчили зоряне щільне скупчення Terzan 5, що розташоване поруч із центром нашої галактики та переміщується з величезною швидкістю по орбіті. Завдяки новим спостереженням астрономам вдалося вивчити поведінку космічних променів. Це явище збивало з пантелику вчених понад 100 років через їхню траєкторію переміщення в космосі. Але тепер давня космічна загадка вирішена. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Astronomy, пише ScienceAlert.

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

Космічні промені

У 1912 році фізик Віктор Гесс виявив дивне випромінювання, яке приходило з космосу, але його джерело не було відоме. Таким чином уперше було відкрито космічні промені. Це таємниче випромінювання, яке складається з елементарних частинок під назвою протони та електрони, швидкість переміщення яких досягає майже швидкості світла.

Ці частинки летять через міжзоряний простір, і невелика їх частина може проникати у верхні шари атмосфери Землі. Складно виявити джерела космічних променів, але відомо, що ці заряджені частинки змінюють свій напрямок руху під час зіткнення з магнітним полем.

У міжзоряному середовищі повно магнітних полів і вони постійно коливаються. Таким чином космічні промені починають рухатися в різних напрямках. Тобто, замість того, щоб рухатися по прямій, як світло, від свого джерела, космічні промені поширюються майже рівномірно по всьому Чумацькому Шляху. Тому на Землю вони прилітають майже однаково з усіх напрямків.

За словами вчених, із зоряного скупчення Terzan 5 виходить багато космічних променів. Це пов'язано з тим, що в цьому скупченні знаходиться багато мілісекундних пульсарів. Це нейтронні зірки, які обертаються дуже швидко навколо своєї осі, мають сильне магнітне поле, і вони прискорюють космічні промені до надзвичайно високих швидкостей.

Гамма-промені

Через коливання магнітних полів ці космічні промені не долітають до Землі. Але можна побачити ознаки їхнього існування. Деякі космічні промені стикаються частинками світла або фотонами і перетворюють їх на високоенергетичні незаряджені частинки — гамма-промені.

Гамма-промені летять у тому ж напрямку, що й космічні промені, які їх створили, але їхня траєкторія польоту не змінюється магнітними полями. Тобто вони можуть летіти до Землі по прямій, як і світло.

За словами астрономів з 2011 року відомо, що в зоряному скупченні в Terzan 5 з якоїсь причини гамма-промені не збігаються точно з положенням зірок. Натомість вони виходять із регіону космосу завширшки приблизно 30 світлових років, де немає явних джерел цих променів. Тепер автори дослідження знайшли цьому пояснення.

"Кометний" хвіст величезних розмірів

Хоча зоряне скупчення Terzan 5 зараз знаходиться близько до центру Чумацького Шляху, воно не завжди там знаходилося. Насправді скупчення рухається по дуже широкій орбіті і довгий час перебуває далі від площини нашої галактики. Але зараз скупчення проноситься крізь галактику зі швидкістю в сотні кілометрів на секунду. Вчені вважають, що це призводить до того, що скупчення змітає навколо себе магнітні поля, як хвіст комети, яка приноситься крізь сонячний вітер.

Космічні промені, що виходять із зоряного скупчення, спочатку рухаються вздовж "кометного" хвоста. Не можна побачити гамма-промені, які створюють космічні промені, тому що хвіст не спрямований прямо в бік Землі.

Якби гамма-промені завжди рухалися вздовж хвоста, то їх ніколи не можна було б побачити, але завдяки коливанням магнітних полів їхній напрямок починає змінюватися, кажуть учені. І таким чином гамма-промені стають видимими. До того часу, коли достатня кількість гамма-променів буде спрямована в бік Землі і вони стануть дуже яскравими, незарядженим частинкам потрібно пройти 30 світлових років по магнітному хвосту зоряного скупчення.

Завдяки новому дослідженню, астрономи змогли вперше з'ясувати, скільки часу потрібно для коливних магнітних полів, щоб змінити напрямок космічних променів. Цю інформацію можна використовувати для перевірки теорій про те, як працюють міжзоряні магнітні поля і звідки беруться їхні коливання. Таким чином астрономи стали на крок ближче до розуміння загадкового випромінювання з космосу, відкритого понад 100 років тому.

Як уже писав Фокус, астронавт NASA зробив нові фотографії з космосу, на яких видно орбітальну станцію, Місяць і полярне сяйво на Землі.