Предложена новая теория происхождения космических лучей

Сергей Смирнов

Все материалы

Исследователи из Колумбийской астрофизической лаборатории и Нью-Йоркского университета представили новую теорию возникновения сверхвысокоэнергетических космических лучей. В соответствии с их исследованием, опубликованным в журнале The Astrophysical Journal Letters, энергия этих частиц обусловлена магнитной турбулентностью, а не ударными волнами, как считалось ранее.

Сверхвысокоэнергетические космические лучи представляют собой частицы, ускоряемые в экстремальных астрофизических условиях, таких как окрестности черных дыр и нейтронных звезд. Эти частицы обладают энергией, значительно превышающей энергию, достигаемую в земных ускорителях, например, в Большом адронном коллайдере. Ранее считалось, что их происхождение связано с ударными волнами, возникающими при взрывах звезд или других катаклизмах.

В ходе исследования ученые уделили внимание роли магнитных полей. Анализ показал, что запутанные магнитные линии в астрофизических средах порождают турбулентность, которая эффективно ускоряет частицы. Эта запутанность приводит к резкому увеличению энергии частиц до предельного уровня, после чего процесс прекращается. Такой механизм оказался более подходящим для объяснения наблюдаемых данных.

Исследование подтвердило, что сверхвысокоэнергетические космические лучи достигают энергии до 10²⁰ электронвольт, что на 10 порядков выше, чем энергия солнечных частиц. Для сравнения, частицы Солнца имеют максимальную энергию около 10¹⁰ электронвольт. Данные также выявили сходство между двумя различными источниками: как солнечные частицы, так и космические лучи возникают в условиях высокой магнитной запутанности.

Ученые отмечают, что новая теория способствует глубокому пониманию механизмов ускорения частиц и вносит значительный вклад в астрофизику и физику высоких энергий. Выводы подтверждают предпочтительность модели магнитной турбулентности перед ударным ускорением для объяснения происхождения сверхвысокоэнергетических космических лучей.