Если построить энергетический спектр всех компонентов космических лучей, то можно заметить несколько изломов, один из которых (названный физиками "коленом") находится в районе нескольких петаэлектронвольт. Астрофизиков уже давно интересует природа "колена", которое близко к предельным возможностям земных ускорителей частиц.
Интересно NASA починили телескоп Hubble после программного сбоя и выявила другие ошибки
Считается, что источники подобных частиц (певатроны) должны находится в пределах Млечного Пути и могут быть остатками сверхновых, пульсарами, скоплениями молодых звезд или областью вблизи центра Млечного Пути, где находится сверхмассивная черная дыра. Однако процесс поиска конкретных источников высокоэнергетических частиц космических лучей достаточно тяжелый и на сегодняшний день наблюдений крайне мало.
Выявление мощного природного ускорителя частиц
Группа астрономов во главе с Петрой Хуентемейер из Мичиганского технологического университета сообщила о регистрации гамма-квантов с энергиями 10-1000 ТэВ от области звездообразования в Млечном Пути, известного как "Кокон Лебедя" (Cygnus Cocoon), с помощью телескопа HAWC (High-Altitude Water Cherenkov), который фиксирует черенковское излучение от вторичных частиц, возникающих при взаимодействии космических лучей с атмосферой Земли.
"Кокон Лебедя" представляет собой сверхпузырь вокруг региона активного формирования массивных звезд, диаметром около 180 световых лет, который находится на расстоянии 4,6 тысячи световых лет от Солнца в созвездии Лебедя. Она содержит два молодых звездных скопления Cygnus OB2 и NGC 6910.
Ученые пришли к выводу, что гамма-кванты, которые регистрируются, порождаются протонами космических лучей с энергиями 10-1000 ТэВ, исходящие от скопления Cygnus OB2. Предполагается, что ускорение частиц происходит внутри сверхпузыря и может быть связано со столкновениями мощных звездных ветров, кроме того, "Кокон Лебедя" может также выпускать высокоэнергетические нейтрино в ходе бета-распада ионов, образованных в результате взаимодействия протонов космических лучей с межзвездным газом.
Что это означает
Данная область может считаться самой мощной из известных природных ускорителей частиц в нашей галактике. Ожидается, что будущие наблюдения гамма-квантами высоких энергий с помощью обсерваторий SWGO (Southern Wide-field Gamma-ray Observatory) и LHAASO (Large High Altitude Air Shower Observatory) дадут больше данных наблюдений, которые можно будет использовать для определения вклада других звездных скоплений в галактические космические лучи.