Космические лучи сверхвысокой энергии: двойная система LS I 303 бросила вызов теориям

Космические лучи сверхвысокой энергии получили новый источник: система LS I +61° 303 впервые показала излучение выше 100 ТэВ. Открытие меняет представления о том, где и как во Вселенной ускоряются частицы до экстремальных энергий.

Космические лучи сверхвысокой энергии: двойная система LS I 303 бросила вызов теориям

Учёные давно пытаются понять, откуда берутся космические лучи с энергиями, недостижимыми даже для крупнейших ускорителей вроде Большой адронный коллайдер. Новые наблюдения, проведённые с помощью LHAASO, впервые указали на конкретный источник такого уровня — двойную систему LS I +61° 303.

Эта система, состоящая из массивной звезды и компактного объекта, вероятно нейтронной звезды или чёрной дыры, испускает гамма-лучи с энергией свыше 100 тераэлектронвольт. Для сравнения, это в разы превышает возможности земных установок. Фактически речь идёт о первом подтверждённом случае, когда гамма-двойная система демонстрирует такие экстремальные показатели, что позволяет рассматривать её как природный ускоритель частиц уровня петаэлектронвольт.

Сам процесс наблюдения здесь далёк от классической астрономии. Гамма-лучи такой энергии не долетают до поверхности Земли напрямую — они сталкиваются с атмосферой и создают каскады вторичных частиц. Именно эти «ливни» фиксирует обсерватория, восстанавливая по их структуре параметры исходного излучения. Такой подход позволил значительно расширить диапазон наблюдений: если раньше система изучалась в пределах до 10 ТэВ, то теперь спектр удалось проследить почти до 200 ТэВ.

Особый интерес вызывает поведение системы на орбите. Объекты вращаются друг вокруг друга примерно за 26,5 дней, и по мере движения условия внутри системы постоянно меняются. Это отражается и на излучении: его интенсивность и энергетика варьируются в зависимости от фазы орбиты. Такой эффект указывает на динамичную природу ускорения частиц, где магнитные поля, плотность среды и зоны столкновений непрерывно перестраиваются.

Наблюдения также помогают понять, какие именно частицы участвуют в процессе. В экстремальных условиях электроны быстро теряют энергию, поэтому обнаружение гамма-лучей выше 100 ТэВ говорит в пользу протонов или более тяжёлых частиц. Эти частицы могут взаимодействовать со звёздным ветром, порождая мощное излучение и формируя наблюдаемый сигнал.

Открытие добавляет новый элемент в долгую историю поиска источников космических лучей. Ранее основными кандидатами считались остатки сверхновых, но теперь становится ясно, что гамма-двойные системы тоже способны достигать предельных энергий. При этом их поведение оказывается куда более сложным: ускорение частиц здесь зависит от орбитальной динамики и может меняться буквально на глазах.

В то же время работа оставляет открытые вопросы. Точный механизм ускорения пока не установлен, а для окончательного подтверждения природы процессов потребуются дополнительные наблюдения, включая регистрацию нейтрино. Тем не менее уже сейчас ясно, что LS I +61° 303 существенно расширяет список космических объектов, способных работать как природные «сверхускорители».

Читайте также

У Земли может быть несколько лун одновременно — астрономы готовятся искать скрытые спутники

У Земли может быть несколько лун одновременно — астрономы готовятся искать скрытые спутники

Астрономы обнаружили гамма-всплеск, который продолжался почти месяц — его источник остаётся загадкой

Астрономы обнаружили гамма-всплеск, который продолжался почти месяц — его источник остаётся загадкой

Самарские студенты создадут рой пикоспутников на орбите без топлива

Самарские студенты создадут рой пикоспутников на орбите без топлива

Что происходит со спутником, когда у него заканчивается топливо: почему он не падает на Землю?

Что происходит со спутником, когда у него заканчивается топливо: почему он не падает на Землю?

Чёрные дыры могут разрываться на части: физики нашли условия для их разделения

Чёрные дыры могут разрываться на части: физики нашли условия для их разделения

NASA раскрыло финальный план миссии Artemis III: три ракеты и два лунных корабля

NASA раскрыло финальный план миссии Artemis III: три ракеты и два лунных корабля

Сквозь наше тело каждую секунду проходят миллиарды нейтрино — учёные объяснили, как они помогут раскрыть тайны Вселенной

Сквозь наше тело каждую секунду проходят миллиарды нейтрино — учёные объяснили, как они помогут раскрыть тайны Вселенной

Чёрные дыры тяжелее целых галактик не смогли объяснить загадку тёмной материи

Чёрные дыры тяжелее целых галактик не смогли объяснить загадку тёмной материи

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Метеостанция с ИИ различает 12 видов облаков

Метеостанция с ИИ различает 12 видов облаков

Живые клетки грудного молока программируют здоровье младенца

Живые клетки грудного молока программируют здоровье младенца

Китай разрешил городские тесты роботакси Xpeng и СП Volkswagen/JAC

Китай разрешил городские тесты роботакси Xpeng и СП Volkswagen/JAC

Greenworks представила компактную дрель-шуруповёрт DD560 с защитой от отдачи

Greenworks представила компактную дрель-шуруповёрт DD560 с защитой от отдачи