Космический ускоритель разогнал частицы до теоретического предела
AstroNews.ru - 13 Марта 2022 17:15:39
Используя специальные телескопы, исследователи наблюдали космический ускоритель частиц, подобных которому прежде видеть не доводилось. Наблюдения, проведенные при помощи гамма-обсерватории H.E.S.S., расположенной на территории Намибии, впервые показывают, как происходит ускорение частиц в процессе, известном как вспышка новой, который включает мощные извержения на поверхности белого карлика. Новая формирует ударную волну, которая прокатывается в среде материала, расположенного в окрестностях, разгоняя частицы этого материала до экстремальных скоростей. К удивлению авторов работы, эта новая, называемая RS Оруженосца, вызывает разгон частиц до скоростей, близких к теоретическому пределу, который соответствует идеальным условиям.
Белые карлики представляют собой догорающие остатки звезд, которые сколлапсировали под действием собственной гравитации и превратились в компактные объекты. Новые случаются, например, когда белый карлик находится в составе двойной системы с более крупной звездой, и материал со звезды-компаньона перетекает на белый карлик под действием мощной гравитации последнего. После того как на поверхности белого карлика наберется критическое количество материала, происходит термоядерный взрыв. Некоторые новые являются повторяющимися. RS Оруженосца является как раз такой повторяющейся новой; взрывы на ее поверхности происходят с частотой один раз в 15-20 лет, пояснила главный автор нового исследования Элисон Митчелл (Alison Mitchell) из Университет Эрлангена — Нюрнберга, Германия. В своей работе Митчелл с коллегами наблюдали при помощи гамма-обсерватории TESS вспышку новой RS Оруженосца в диапазоне сверхвысоких энергий почти с самого момента ее появления.
Исследователи выяснили, что частицы были ускорены до энергий, в несколько сотен раз превышающих максимальные значения энергий частиц, ускоренных в результате вспышек новых, когда-либо наблюдаемые в истории астрономии. Кроме того, энергия, высвобожденная в результате взрыва, была очень эффективно превращена в энергию ускоренных протонов и тяжелых ядер материала, так, что ускоренные частицы достигли максимально допускаемых теорией скоростей. Обнаружение данного факта имеет большое значение для ученых, поскольку это может означать, что в ходе более экстремальных космических взрывов, таких как сверхновые, также может быть достигнута максимальная трансформация энергии при передаче ее ускоренным частицам.
Работа опубликована в журнале Science.