Почему много фотонов из других галактик не достигает Земли?

Международная группа ученых, включающая Андрея Савельева, доцента Института физико-математических наук и информационных технологий Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта, усовершенствовала компьютерную программу, которая помогает моделировать поведение фотонов, взаимодействующих с водородом, заполняющим межгалактическое пространство.

Андрей Савельев объясняет: «Источниками мощного гамма-излучения во Вселенной могут являться внегалактические объекты, такие как далекие блазары – активные ядра галактик, джеты которых направлены в сторону Земли. Часть фотонов из этих потоков достигает Земли «напрямую», а часть превращается по пути в электроны, которые затем вновь конвертируются в фотоны, прежде чем достичь нашей планеты. Проблема здесь состоит в том, что, согласно математическим расчетам, нашей планеты должно достичь некоторое определенное число фотонов, а фактически мы регистрируем значительно менее мощные потоки излучения».

Ученые, согласно Савельеву, сегодня имеют две основные версии, позволяющие объяснить это расхождение. Первое объяснение состоит в том, что после превращения фотона в электрон на пути к Земле происходит отклонение образовавшейся заряженной частицы магнитным полем. При обратном превращении этого отклоненного магнитным полем электрона во вторичный фотон траектория вновь сформировавшейся безмассовой частицы также пролегает в стороне от нашей планеты, и фотон в конечном счете не достигает Земли.

Второе объяснение проблемы «нехватки» внегалактических фотонов подразумевает взаимодействие первичного высокоэнергетического фотона с горячим водородом межгалактического пространства, находящимся в нем форме плазмы. В своей работе Савельев и его коллеги рассматривают именно этот, второй механизм отклонения фотонов, испускаемых блазарами, на пути к Земле и совершенствуют одну из существующих моделей взаимодействия высокоэнергетических фотонов с водородной плазмой, рассматривая несколько возможных вариантов событий такого взаимодействия.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.