Физики нашли возможный источник самых мощных частиц во Вселенной

Михаил Года

Основные тезисы

Физик Гленнис Фаррар предложила модель, которая объясняет происхождение сверхвысокоэнергетических космических лучей (UHECR) через магнитные выбросы во время слияния нейтронных звезд.
Теория объясняет связь между энергией частицы и ее электрическим зарядом, а также высокую энергию зарегистрированных событий, которые являются ключевыми для формирования редких элементов, таких как золото, платина и уран.

Иллюстративное фото / NASA, CXC and M. Weiss

Физик Гленнис Фаррар предложила проверяемую модель, которая объясняет происхождение сверхвысокоэнергетических космических лучей (UHECR) через магнитные выбросы во время слияния нейтронных звезд. Это потенциально прокладывает путь к изучению масштабных событий во Вселенной, которые ранее были не до конца понятны.

Более 60 лет ученые пытаются выяснить происхождение самых энергетических частиц во Вселенной – сверхвысокоэнергетических космических лучей (UHECR), которые превышают мощности любых человеческих ускорителей в миллион раз, рассказывает 24 Канал.

Теперь новая теория физика Гленнис Фаррар из Нью-Йоркского университета предлагает убедительное и экспериментально проверяемое объяснение.

Согласно публикации в журнале Physical Review Letters, UHECR образуются в результате турбулентных магнитных выбросов, которые возникают после слияния бинарных нейтронных звезд – до того, как формируется финальная черная дыра. Эти же события генерируют гравитационные волны, некоторые из которых уже зафиксировали обсерватории LIGO и Virgo.

Нейтронные звезды

Это невероятно плотные остатки массивных звезд, взорвавшихся в результате сверхновых. Всего несколько километров в ширину, они вмещают больше массы, чем наше Солнце, в сферу размером с город. Составленные почти полностью из нейтронов, эти звезды имеют сильную гравитацию, мощные магнитные поля и могут вращаться сотни раз в секунду. Некоторые из них даже излучают пучки излучения, выглядя как пульсары, когда эти пучки проносятся мимо Земли.

После шести десятилетий поисков, возможно, мы наконец нашли источник самых загадочных частиц во Вселенной,
– отметила Фаррар.

Она также отметила, что эти события являются ключевыми для формирования многих редких или ценных элементов, в частности золота, платины, урана, йода и ксенона.

Предложенная модель объясняет две основные загадки UHECR: тесную связь между энергией частицы и ее электрическим зарядом, а также чрезвычайно высокую энергию отдельных зарегистрированных событий.

Фаррар также указывает на два следствия, которые могут быть подтверждены экспериментально.

Во-первых, самые высокие энергетические UHECR, вероятно, происходят из редких элементов r-процесса, таких как ксенон или теллур – что мотивирует ученых искать следы этих элементов в данных наблюдений.
Во-вторых, столкновения UHECR должны сопровождаться как высокочастотными нейтрино, так и гравитационной волной, возникшей при слиянии нейтронных звезд.

Публикация открывает новое перспективное направление для ученых, которые изучают не только сверхвысокоэнергетические частицы, но и катастрофические события, формирующие состав и динамику нашей Вселенной.