Найден виновник самых мощных частиц во Вселенной, и это – слияния звёзд

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Шестьдесят лет ученые ломают головы над загадкой космических лучей сверхвысоких энергий (КЛСВЭ) — частиц, чья энергия во много раз превосходит возможности земных ускорителей. Представьте себе частицу, несущую энергию, в миллионы раз превышающую ту, что мы можем создать в лаборатории. Откуда они берутся? И как приобретают такую колоссальную скорость?

Долгое время ответ оставался туманным, и многочисленные теории, хоть и предлагали возможные сценарии, не могли полностью объяснить все наблюдаемые характеристики этих загадочных «космических гонщиков». Но, похоже, в этой захватывающей детективной истории появляется новый подозреваемый — и он, возможно, раскрывает не только происхождение КЛСВЭ, но и детали самых яростных событий во Вселенной.

Иллюстрация
Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Встречайте: нейтронные звёзды на грани слияния

Новая теория, предложенная физиком Гленнис Фаррар из Нью-Йоркского университета, фокусируется на мощнейших катаклизмах — слияниях нейтронных звёзд. Эти события, одни из самых энергетически насыщенных во Вселенной, не только сотрясают пространство-время гравитационными волнами, но и, по мнению Фаррар, являются фабриками КЛСВЭ.

Что происходит, когда две нейтронные звезды, сверхплотные остатки погибших звёзд, начинают сближаться? Они закручиваются в смертельном танце, гравитация становится всё сильнее, и, в конечном итоге, они сталкиваются. В этот момент происходит колоссальный выброс энергии, а вокруг формирующегося объекта, чаще всего черной дыры, образуется турбулентный водоворот материи. Именно в этих потоках, пронизанных мощными магнитными полями, и происходит ускорение частиц до невероятных скоростей, превращая их в КЛСВЭ.

Гравитационные волны и золотая лихорадка

Эта теория не только объясняет происхождение КЛСВЭ, но и связывает его с другими явлениями, наблюдаемыми астрономами. Например, с гравитационными волнами, которые были впервые зарегистрированы коллаборацией LIGO-Virgo. Эти волны, по сути, рябь на ткани пространства-времени, являются прямым следствием слияния нейтронных звезд и, согласно теории Фаррар, должны сопровождать и выбросы КЛСВЭ.

Но это еще не все. Слияния нейтронных звезд также являются местом рождения тяжелых элементов, таких как золото, платина, уран и другие «экзотические» материалы. Теория Фаррар предполагает, что самые высокоэнергетические КЛСВЭ могут содержать ядра этих элементов, в частности, ксенона и теллура. Это открывает захватывающую перспективу — возможность «поймать» частицу КЛСВЭ и, проанализировав ее состав, буквально увидеть следы процесса формирования тяжелых элементов во Вселенной.

Иллюстрация
Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Ключи к разгадке: что дальше?

Теория Фаррар предлагает два конкретных пути для проверки:

  1. Поиск тяжелых элементов в КЛСВЭ: Ученые могут попытаться идентифицировать ядра ксенона и теллура среди КЛСВЭ с самой высокой энергией. Это потребует разработки новых детекторов и методов анализа, но результат может стать настоящей сенсацией.
  2. Совместное обнаружение гравитационных волн и нейтрино: Теория предполагает, что слияния нейтронных звезд, производящие КЛСВЭ, должны сопровождаться не только гравитационными волнами, но и потоками нейтрино — неуловимых частиц, слабо взаимодействующих с материей. Обнаружение одновременного сигнала от гравитационных волн и нейтрино от одного и того же события станет сильным подтверждением теории.
Гонка продолжается

Остается много вопросов без ответов. Как именно происходит ускорение частиц в турбулентных магнитных полях? Какие другие источники могут производить КЛСВЭ? Но теория Фаррар открывает новые горизонты и предоставляет ученым мощный инструмент для разгадки тайны самых энергичных частиц во Вселенной. Космическая гонка на выживание продолжается, и теперь у нас есть более четкое представление о том, где искать ее участников. И, возможно, однажды, мы сможем не только наблюдать за этими космическими гонками, но и сами станем их частью.

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему проект белорусского электрокара тихо закрыли (и при чём тут Китай)

Несколько лет нам обещали доступный белорусский электромобиль: по выставкам возили концепты Академии наук, а в финале показали электрический кроссовер Belgee EX50. Но громкая история закончилась...

Правда ли, что акулы старше деревьев? Почему в этом известном факте есть подвох на 200 миллионов лет

Утверждение о том, что акулы живут на Земле дольше деревьев, часто встречается в научно-популярных статьях и передачах о природе. История акул действительно насчитывает сотни миллионов лет, и они...

Ровесник Большого взрыва: в центре Млечного Пути нашли звездное скопление возрастом 13,4 миллиарда лет

Один из главных вопросов современной астрофизики — как именно и когда сформировалась наша Галактика, Млечный Путь. Согласно физическим моделям, сборка любой крупной галактики начинается...

Почему водители останавливаются после поворота, хотя основной светофор разрешал проезд, и правильно ли они поступают

На регулируемых перекрёстках нередко складывается ситуация, когда разрешающий сигнал основного светофора позволяет выполнить поворот направо, а сразу после поворота располагается пешеходный...

Почему на советском ЗИЛ-157 водитель специально спускал колёса прямо во время движения

Представьте, что тяжёлый грузовик едет по грунтовой дороге, впереди глубокая грязь или рыхлый снег. Казалось бы, перед таким участком нужно проверить, хорошо ли накачаны колёса. Но...

Сколько весит выдох планеты: метаболизм всех людей на Земле производит 2 миллиарда тонн CO₂ в год

Жизнедеятельность человека непрерывно связана с выработкой углекислого газа. С каждым вдохом в легкие поступает кислород, который разносится кровью по тканям и участвует в расщеплении питательных...