При движении почти со скоростью света с электронами происходит нечто странное: загадка решена

В космосе взрывы сверхновых, черные дыры и другие космические события могут ускорять электроны до почти скорости света. Это называется релятивистской скоростью. Считается, что ударные волны, возникающие в результате передачи энергии между частицами во время космических событий, действуют как естественные ускорители частиц и отвечают за ускорение электронов до релятивистских скоростей. Это явление называется диффузионным ударным ускорением. Но есть одна проблема. Прежде чем электроны смогут ускориться этими ударными волнами, они должны содержать определенное количество энергии. Никто не знает, как электроны получают эту начальную энергию и это называется проблемой инжекции электронов. Теперь новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, объясняет ускорение электронов в космическом пространстве, пишет Interesting Engineering.

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

Ученые собрали данные космических аппаратов NASA, которые дают представление о том, как солнечные ветры влияют и взаимодействуют с магнитосферой Земли, а также раскрывают поведение плазмы и магнитных полей в пространстве вокруг Земли и Луны. Особенное внимание ученых привлекло событие головной ударной волны.

Это ударная волна, которая образуется, когда быстро движущийся солнечный ветер резко замедляется и нагревается при столкновении с магнитосферой Земли.

Во время этого события электроны в окрестностях Земли, где солнечный ветер предварительно возмущен его взаимодействием с ударной волной получили беспрецедентный уровень энергии: больше 500 килоэлектронвольт. Но обычно электроны в данной области космоса имеют энергию примерно 1 килоэлектронвольт.

Результаты исследования показывают, что высокоэнергетические электроны создаются посредством сочетания различных процессов, которые включают взаимодействие с плазменными волнами, временными структурами в области перед головной ударной волной Земли и самой ударной волной. Вместе эти процессы ускоряют электроны и дают им высочайшую энергию.

Ученые считают, что ускорение электронов является результатом многих событий, вызванных плазмой, происходящих в разных масштабах. Но эти явления заряжает частицы в космосе. Авторы исследования считают, что это открытие поможет понять ускорение электронов не только в Солнечной системе, но и в далеких уголках Вселенной.

Как уже писал Фокус, строительными блоками Вселенной могут быть не частицы, а нечто другое. Ученые считают, что теория струн может быть верной, ведь они получили некоторые важные подсказки.

Также Фокус писал о том, что согласно новому исследованию не только первые звезды своим светом закончили период темный веков во Вселенной, но и огромные черные дыры, создающие яркие квазары.