Рекордное гамма-излучение обнаружено в центре Млечного Пути

Сердце нашей галактики, Млечного Пути, скрывает одну из величайших космических загадок — сверхмассивную черную дыру, окруженную экстремальными и необычными явлениями. Наблюдения за этим регионом всегда были крайне сложными из-за плотной и турбулентной среды, заполненной газом и пылью. Однако международной команде ученых под руководством Национальной лаборатории Лос-Аламоса удалось совершить прорыв, зафиксировав потоки невероятно высокоэнергетических гамма-лучей, исходящих из самого центра галактики.

Прорыв в изучении высокоэнергетических гамма-лучей

Гамма-лучи представляют собой самую энергичную форму электромагнитного излучения во Вселенной. Их рождение обычно связано с самыми катастрофическими событиями: взрывами звезд, столкновениями нейтронных звезд или взаимодействиями частиц, разогнанных до околосветовых скоростей. Изучение этих лучей — ключ к пониманию фундаментальных физических процессов, происходящих в экстремальных условиях.

В ходе недавних наблюдений астрофизики обнаружили около сотни гамма-квантов с рекордной энергией, превышающей 100 тераэлектронвольт. Источником этого мощнейшего излучения оказался регион, известный как Центральный молекулярный хребет Галактики — зона, где происходят наиболее интенсивные и энергичные события. Поскольку прямое наблюдение центра галактики затруднено плотными облаками горячего газа, обнаружение таких гамма-лучей стало уникальным «окном», позволившим заглянуть в сердце этой бурной области.

Полученные данные служат убедительным доказательством существования так называемого «ПэВатрона» (PeVatron) — гипотетического космического ускорителя, способного разгонять элементарные частицы до энергий в петаэлектронвольты (квадриллионы электронвольт). Ученые полагают, что этот ускоритель связан с экстремальными процессами, происходящими в непосредственной близости от сверхмассивной черной дыры, такие как аккреция вещества, релятивистские струи или гибель массивных звезд.

Обратите внимание: NASA инвестирует в футуристический телескоп, который будет строить сам себя в космосе.

Обсерватория HAWC: глаза, смотрящие в самое сердце галактики

Это открытие стало возможным благодаря уникальному инструменту — обсерватории HAWC (High Altitude Water Cherenkov). Она расположена на высоте 4000 метров на склоне мексиканского вулкана Сьерра-Негра, где разреженная атмосфера минимально поглощает высокоэнергетическое гамма-излучение из космоса.

Установка состоит из 300 резервуаров, заполненных чистой водой. Каждый из них оснащен сверхчувствительными датчиками — фотоумножителями. Принцип работы основан на эффекте Вавилова-Черенкова. Когда гамма-квант из космоса сталкивается с молекулой в атмосфере, он порождает целый каскад вторичных заряженных частиц. Если эти частицы попадают в воду и движутся в ней быстрее скорости света в этой среде, они порождают характерное голубое свечение — черенковское излучение.

Именно это слабое голубое свечение и улавливают детекторы HAWC. Анализируя его интенсивность, временные характеристики и то, в каких именно резервуарах оно возникло, ученые могут с высокой точностью восстановить первоначальную энергию гамма-кванта и направление, откуда он прилетел.

Будущее исследований

Открытие рекордных гамма-лучей — лишь первый шаг. Ученые уже планируют расширить возможности наблюдений с помощью новых инструментов, таких как строящаяся в Чили Южная широкоугольная гамма-обсерватория (SWGO). Эти усовершенствованные технологии позволят получить еще более детальную картину процессов, бушующих вокруг центральной черной дыры Млечного Пути, и, возможно, окончательно раскрыть природу загадочных космических ускорителей — ПэВатронов.

Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.

Источник статьи: В центре Млечного Пути, который трудно наблюдать из-за его бурной среды, находится сверхмассивная черная дыра, окруженная необычными космическими явлениями.