Откуда взялись высокоэнергетические космические лучи?

Опубликовано: 01.12.2018

Ученые обнаружили первые подтверждения того, что гамма-всплески могут являться источником ультравысокой энергии космических лучей.

Исследование, проведенное телескопом IceCube Collaboration сделало первые шаги к выяснению космической тайны.

Нейтринный телескоп IceCube охватывает кубический километр чистого антарктического льда в районе Южного полюса. Массив из 5160 чувствительных цифровых оптических модулей (DOM) способен отслеживать энергию излучения мюонов — массивных родственников электронов, которые создается когда нейтрино сталкиваются с атомами льда. Сотрудники IceCube недавно объявили о результатах исчерпывающего поиска высокоэнергетических нейтрино, которые, по мнению ученых, производятся вследствие внегалактических взрывов известных как гамма-всплески (GRB), служащих источником ультравысоких энергий космических лучей.

«В соответствии с ведущей моделью, мы ожидали увидеть 8,4 событий, соответствующих GRB производству нейтрино по результатам данных IceCube, используемого для этого поиска», сказал Спенсер Клейн из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли, которая является давним членом IceCube Collaboration. «Мы не увидели ничего, что указывало бы на то, что GRB не является источником ультравысоких энергий космических лучей».

«Этот результат представляет собой приближение новой эпохи нейтринной астрономии», сказал Натан Уайтхорн из Университета Висконсин-Мэдисон, который участвовал в проведении недавнего исследования GRB. «IceCube удалось сдвинуть с места результаты 15-ти летних исследований, и выделить только две основные возможности для возникновения высокоэнергетических космических лучей: гамма-всплески и активные ядра галактик».

Это первый результат нейтринной астрономии, который способен сильно изменить внегалактические модели астрофизики, и, следовательно, он знаменует собой начало новой эры захватывающей нейтринной астрономии».

Космические лучи энергичных частиц из глубин космоса — преимущественно протонные, состоящие из ядер атомов водорода, а также других, более тяжелых атомных ядер. Они, скорее всего, получают свою энергию от естественного ускорения взрывающихся звезд.

«Природа способна ускорить элементарные частицы до макроскопических энергий», сказал Фрэнсис Хальцена из Университета Висконсин-Мэдисон. «Есть только две основные идеи о том, как это происходит в гравитационных потоках частиц вблизи сверхмассивных черных дыр, а также при превращении звезды в черную дыру вследствие коллапса (GRB)».