Исследователи, использующие Большую высокогорную обсерваторию воздушных ливней (LHAASO) в Китае, обнаружили второй по величине энергетический гамма-луч, или фотон, когда-либо обнаруженный в этом регионе, находящемся за тысячи световых лет. Это может помочь объяснить, как частицы в космосе могут ускоряться до таких высоких энергий.
Фотон, который они обнаружили, имеет энергию 1,1 петаэлектронвольта (ПэВ) – то есть 1,1 миллиона миллиардов электрон-вольт. Самый высокий уровень составлял 1,4 ПэВ, но исследователи точно не уверены в его происхождении. Фотон крабовидной туманности, вероятно, произошел от высокоэнергетического электрона в туманности, который врезался в фоновый фотон и взорвал его до предельного энергетического уровня.
“Гамма – лучи сами по себе не представляют собой ничего особенного – они являются посланниками, несущими информацию о родительских электронах, которые ускоряются, – рассказывает Феликс Ааронян из Института ядерной физики Макса Планка в Германии. – Мы можем сделать так много важных выводов только из одного гамма-луча”.
Один из таких выводов состоит в том, что исходный электрон имел энергию около 2,3 ПэВ. Это более чем на 15% превышает теоретический предел того, сколько энергии электромагнитные поля Крабовидной туманности могли бы передать электрону. Это также в 20 000 раз более высокая энергия, чем любой созданный человеком ускоритель электронов.
“Ускорители частиц — самые сложные машины, которые мы когда — либо делали. Но здесь, в этой хаотической среде, каким-то образом это идеальная машина, достигающая предела того, что позволяет фундаментальная физика”, – сообщает Ааронян.
В сочетании с другими гамма-лучами с несколько более низкими энергиями это открытие указывает на то, что крабовидная туманность – остатки сверхновой, содержащей нейтронную звезду, – может ускорять больше частиц до сверхвысоких энергий, чем могут объяснить современные идеи.
“Если мы найдем больше таких гамма-лучей, это может поставить под сомнение наши представления о том, как эти объекты ускоряют частицы”. – считают исследователи.
Подробнее об этом можно прочитать в журнале Science.
