Астрофизики обнаружили, что самые энергичные электроны, когда-либо зарегистрированные, падают на Землю. С энергией в триллионы раз больше видимого света, эти космические лучи, похоже, исходят из мощного источника, относительно близкого к нашей солнечной системе.
Земля постоянно подвергается бомбардировке космическим излучением, в основном от нашего собственного Солнца. Но другие источники, такие как квазары, сверхновые и гамма-всплески, могут испускать частицы с чрезвычайно высокими энергиями. И теперь ученые идентифицировали самые энергичные электроны, когда-либо замеченные, вылетающие из космоса.
Эта энергия измеряется в электронвольтах (эВ), где 1 эВ — это количество кинетической энергии, которую приобретает один электрон при ускорении на один вольт. Большинство электронов в космических лучах имеют энергию в несколько сотен гигаэлектронвольт (ГэВ). Но недавно обнаруженные рекордсмены были измерены до поразительных 40 тераэлектронвольт (ТэВ). Это триллионы эВ.
Открытие было сделано командой, анализирующей данные, собранные за 10 лет обсерваторией HESS в Намибии. Этот объект обнаруживает космические лучи интригующим способом: когда они входят в атмосферу Земли, они сталкиваются с атомами и молекулами в воздухе и вызывают ливень вторичных частиц. Конкретный состав ливней может раскрыть личность исходной частицы.
Обсерватория HESS наблюдает за небом в НамибииСабина Глоаген
Заряженные электроны и их антивещественные аналоги, позитроны, составляют всего около 1% космических лучей, поэтому их трудно обнаружить среди фонового шума других частиц. Для этого нового исследования ученые использовали новые алгоритмы, чтобы более точно отфильтровать их из набора данных HESS. Это выявило невиданный ранее диапазон электронов космических лучей с более высокой энергией, вплоть до 40 ТэВ.
К сожалению, отследить источник электронов космических лучей сложно. Их путь к нам искривляется, поскольку они проходят через магнитные поля в космосе, поэтому к тому времени, как они достигают нас, они, по сути, могли прибыть откуда угодно.
Направление может быть неясным, но астрономы, по крайней мере, могут выяснить, как далеко они продвинулись. Чем дольше эти энергичные частицы проносятся через пространство, тем больше энергии они рассеивают. Исходя из этого, команда говорит, что большинство электронов, обладающих энергией ниже 1 ТэВ, вероятно, пришли из ряда удаленных объектов.
Но те, что находятся на более высоком конце спектра, не могли улететь слишком далеко, чтобы все еще обладать таким количеством энергии. Команда подсчитала, что эти электроны должны были прийти из источника в пределах нескольких тысяч световых лет от нашей солнечной системы. В космических масштабах это довольно близко.
Наиболее очевидным кандидатом, говорит команда, является пульсар — тип нейтронной звезды, которая производит пучки электромагнитного излучения со своих полюсов. Причиной этого может быть всего один пульсар или несколько на таком расстоянии.
Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters.
