Мощнейшие вспышки во Вселенной сопровождаются смертоносными ядерными реакциями
AstroNews.ru - 23 Декабря 2019 21:17:49
Гамма-всплески являются наиболее высокоэнергетическими событиями во Вселенной; они происходят тогда, когда взрываются массивные звезды или происходит объединение нейтронных звезд.
Ранее физики считали, что губительное действие гамма-всплесков проявляется лишь в направлении распространения узких джетов, выбрасываемых в ходе обусловившего их высокоэнергетического события. Однако в новом исследовании показано, что взаимодействие джетов с космическими окрестностями может привести к формированию потоков призрачных частиц, называемых нейтрино, которые способны формировать значительно более широкие пучки, по сравнению с исходными джетами.
Ученым известны два основных класса гамма-всплесков: короткие, продолжительностью менее 2 секунд, и длинные, продолжительностью свыше 2 секунд. Считается, что первые из этих вспышек формируются в результате взрывов сверхновых, а вспышки второго типа связаны с объединением двух нейтронных звезд. В ходе и тех, и других событий формируются узкие джеты высокоэнергетического излучения, которые иногда могут быть направлены в сторону Земли – и тогда мы наблюдаем их с поверхности нашей планеты или с околоземной орбиты как гамма-всплески. Однако в новом исследовании астрономы во главе с Маркусом Алерсом (Markus Ahlers) показывают, что движение джетов сквозь Вселенную представляет собой более сложную картину, чем считалось. В своем исследовании Алерс и коллеги проследили распространение джетов со стороны объединяющихся нейтронных звезд и выяснили, что джеты формируют во встречающихся на их пути газовых облаках мощные ударные волны, в результате которых генерируются космические лучи. В потоках этих лучей, состоящих из высокоэнергетических заряженных частиц, могут временно формироваться экзотические частицы, такие как пионы, распад которых приводит к появлению огромного количества нейтрино. Высвобожденные в результате этих реакций нейтрино распространяются в границах намного более широкого пучка, по сравнению с исходным джетом, показывают физики. Таким образом, находиться по соседству с высокоэнергетическими джетами – даже если они не направлены в нашу сторону – все же не следует, отмечают они.
Исследование появилось на сервере научных препринтов arxiv.org.