В сердце Млечного пути нашли источник самого жесткого излучения

Астрофизики обнаружили в центре Млечного пути источник очень высокоэнергетических космических лучей. Энергии этих лучей приблизительно в 100 раз больше энергий, полученных при ускорении частиц в большом адронном коллайдере. Статья ученых вышла в журнале Nature.

Космические лучи могут достигать энергий в несколько петаэлектронвольт(ПэВ), то есть порядка 10¹⁵ электронвольт. Это подразумевает, что где-то в нашей Галактике должен наблюдаться источник такого высокоэнергетического ускорения, однако никакие из ранее наблюдаемых космических объектов не подходили на эту роль. Даже сверхновые и плерионы производят энергии только до 100 ТэВ, то есть 10¹⁴ электронвольт.

Однако в своей научной работе международная команда ученых, куда вошли представители 42 институтов из 12 стран, впервые опубликовала результаты наблюдений, которые свидетельствуют о наличии источника ПэВ излучения в центре нашей Галактики.

Исследователи в период с 2004 по 2013 год наблюдали за центральной частью Млечного пути с помощью системы черенковских телескопов HESS, находящейся в Намибии. Используя HESS, они искали в центральном регионе источники высокоэнергетического диффузного гамма излучения. Такой источник им удалось обнаружить в течение первых трех лет наблюдений — им оказалась центральная молекулярная зона.

Молекулярные облака в этой зоне подвергаются воздействию космических лучей, частицы в которых движутся с околосветовыми скоростями, и, посредством такого взаимодействия, рождаются высокоэнергетические гамма-лучи. Ученые хотели определить, какой именно объект в центральной молекулярной зоне может придавать частицам такие энергии.

В этом регионе находится множество источников высокоэнергетического излучения, однако наиболее вероятным кандидатом, по мнению исследователей, является супермассивная черная дыра в Стрельце А — комплексном радиоисточнике, расположенном в центре нашей Галактики. Тем не менее, хотя астрофизики придерживаются мнения, что именно она ускоряет частицы и придает им ПэВ энергии, им еще предстоит изучить, является она единственным таким источником.

Стоит заметить, что нынешний темп ускорения частиц в этой области недостаточен для того, чтобы придать им такие высокие энергии, однако согласно анализу рентгеновских вспышек в этой области, примерно 10⁶—10⁷ лет назад Стрелец А был, по мнению ученых, гораздо более активен. «Если эта черная дыра была более активна в прошлом, она действительно может быть источником космических лучей, которые мы наблюдаем с Земли», — комментирует один из авторов работы.

Центральное молекулярное облако — это область Млечного пути, богатая молекулярным газом, которая располагается в центральном регионе галактики. В ней наблюдаются различные остатки сверхновых звезд и эмиссионные туманности.

Кристина Уласович