Ученые нашли мощнейшие природные коллайдеры во Вселенной

Ирландские ученые из Городского университета Дублина обнаружили самые мощные природные ускорители частиц во Вселенной. Ими оказались сверхновые, способные разгонять космические лучи до рекордных энергий. Исследование опубликовано в научном журнале Astronomy&Astrophysics (A&A).

Космические лучи — потоки высокоэнергетических частиц — уже почти сто лет остаются загадкой для астрономов. Самые мощные из них достигают энергий в петаэлектронвольты (ПэВ), что в тысячи раз превышает показатели Большого адронного коллайдера.

Долгое время считалось, что их источником могут быть сверхновые, но наблюдения за остатками взорвавшихся звезд, такими как Кассиопея А и Тихо, не подтверждали эту теорию — излучаемые ими частицы были слишком слабыми.

В новом исследовании команда выяснила, что для ускорения частиц до ПэВ-уровня сверхновая должна перед взрывом сбросить не менее двух солнечных масс, но при этом сохранить плотную газовую оболочку. Когда ударная волна от взрыва сталкивается с этим материалом, возникают экстремальные магнитные поля, которые разгоняют частицы до невероятных энергий.

К сожалению, этот процесс длится всего несколько месяцев, после чего система теряет мощность. Именно поэтому астрономы пока не зафиксировали ни одного активного «ПэВатрона» — сверхновые в нашей галактике вспыхивают редко, а подходящие условия возникают еще реже.

Исследователи надеются, что будущие наблюдения помогут обнаружить этот феномен и раскрыть тайну космических лучей.