Новые ключи к пониманию происхождения материи в нашей галактике Млечный путь
AstroNews.ru - 20 Июня 2021 19:11:04
В новом исследовании, опубликованном на этой неделе, показано, что космические лучи на основе ядер углерода, кислорода и водорода движутся по Галактике в направлении Земли одинаково, но в то же время железо, к удивлению астрономов, демонстрирует иной характер взаимодействия с материалом Галактики. Получение новых сведений о движении космических лучей по нашей Галактике поможет ответить на фундаментальный астрофизический вопрос – как происходит генерация и распределение материи во Вселенной?
Космические лучи представляют собой ядра атомов – атомы, лишенные электронов – которые постоянно несутся сквозь космическое пространство со скоростями, близкими к скорости света. Они входят в атмосферу Земли с экстремально высокими энергиями. Информация об этих космических лучах может помочь ученым составить представление о расположении источников этих лучей в Галактике и определить их природу.
Инструмент, установленный на борту Международной космической станции, под названием Calorimetric Electron Telescope (CALET) собирает данные о космических лучах, начиная с 2015 г.
Космические лучи прибывают на Землю из разных областей нашей Галактики с разными энергиями, при этом инструмент CALET способен снимать спектры прибывающих лучей в широком диапазоне энергий. Спектры потоков ядер углерода, кислорода и водорода очень похожи, однако важной находкой, сделанной в этой новой работе, стало то, что спектр ионов железа заметно отличается.
Существует несколько объяснений различий между спектрами железа и спектрами трех более легких элементов. Различие может объясняться как разными свойствами объекта, ускоряющего частицы, так и разным взаимодействием их с материалом Галактики. Ученые в основном считают, что источниками космических лучей являются взрывающиеся звезды (сверхновые), но нейтронные звезды и очень массивные звезды также могут являться источниками данного излучения.
Железо представляет собой очень удобный элемент, когда речь идет о космических лучах. На пути к Земле частицы космических лучей могут распадаться с образованием вторичных частиц, и наши детекторы, настроенные на легкие частицы, могут регистрировать не сами исходные частицы, а продукты их распада. Поскольку железо в космических лучах не может являться продуктом распада более тяжелых элементов, оно всегда входит в состав исходного потока космических лучей, объяснили авторы.
Работа опубликована в журнале Physical Review Letters; главный автор О. Адриани (O. Adriani).