Остаток сверхновой оказался космическим ускорителем — энергия частиц превышает 1 ПэВ

Астрономические наблюдения подтвердили существование гигантского природного ускорителя протонов в созвездии Орла. Международная группа исследователей под руководством Университета Хиросимы опубликовала результаты мультиспектрального анализа в The Astrophysical Journal.

Речь идет об объекте LHAASO J1912+1014u. Ранее астрономы считали его обычным остатком сверхновой. Ситуация изменилась после фиксации гамма-излучения с аномальными показателями. Энергия самих протонов в этом регионе преодолевает отметку в один петаэлектронвольт (ПэВ, или квадриллион электронвольт). Подобные космические певатроны разгоняют частицы до скоростей, недостижимых даже для Большого адронного коллайдера на границе Швейцарии и Франции.

Доказать протонную природу излучения оказалось технически сложной задачей. Изолированные данные с высокогорных детекторов Tibet AS-gamma и китайской обсерватории LHAASO не давали однозначного ответа, поскольку электроны космических лучей также способны генерировать фоновые гамма-кванты. Японские исследователи во главе с Цунэфуми Мизуно применили метод перекрестного сканирования. Они объединили гигаэлектронвольтные замеры космического телескопа NASA Fermi-LAT, радиоданные 45-метрового телескопа FUGIN и рентгеновские снимки орбитальной обсерватории Chandra.

Ведущий автор исследования описал этот научный подход старинной японской пословицей: одну стрелу сломать легко, но три связанные вместе стрелы — практически невозможно. Сводная мультиспектральная карта расставила точки над «i». Распределение гамма-излучения идеально совпало с контурами межзвездного газа, а рентгеновское свечение оказалось критически слабым. Это полностью исключило электронную модель.

Космический объект J1912+1014u официально признан протонным певатроном. Точная локализация таких природных разгонных блоков позволяет физикам отследить происхождение самых быстрых частиц, непрерывно бомбардирующих атмосферу Земли. По оценкам астрофизиков, в Млечном Пути скрываются еще десятки подобных кандидатов, масштабная инвентаризация которых начнется в ближайшие годы.

Источник: EurekAlert!