Новости науки "Русского переплета" Rambler's Top100
Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Книжная лавка | Голосование | Топ-лист | Регистрация | Дискуссия
Лучшие молодые
ученые России

Подписаться на новости

АВТОРСКИЕ НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах" | "Terra & Comp" (Геология и компьютеры) | "Неизбежность странного микромира"| "Научно-популярное ревю"| "Биология и жизнь" | Теорфизика для малышей
Семинары - Конференции - Симпозиумы - Конкурсы

НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"
Проект поддержан Международной Соросовской Программой образования в области точных наук.
Новости из мира науки и техники
The Best of Russian Science and Technology
Страницу курирует проф. В.М.Липунов
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

10.08.2017
17:09

Пузыри Ферми – колыбель космических лучей

    Космическими лучами называют высокоэнергичные элементарные частицы и ядра легких элементов, прилетающие к нам из глубокого космоса. Они несут информацию о наиболее энергичных событиях и активных объектах во Вселенной: ядрах галактик, взрывах сверхновых, релятивистских струях вещества – джетах и многом другом. Возможно, когда-нибудь они прольют свет и на тайны темной материи и отсутствия антиматерии во Вселенной.

    Одна из главных проблем теории происхождения космических лучей – механизм их ускорения. В 60-х годах прошлого века физики-теоретики Виталий Лазаревич Гинзбург и Сергей Иванович Сыроватский (ФИАН) предположили, что космические лучи могут возникать при взрывах сверхновых звёзд. Конкретный механизм ускорения заряженных частиц на возникающих при этом ударных волнах предложил Гермоген Филиппович Крымский с коллегами (Институт космофизических исследований и аэрономии ЯНЦ СО РАН) в 1977 году. Однако времени существования таких ударных волн недостаточно для придания космическим лучам энергии выше 1014–1015 эВ (электронвольт). Для сравнения: в этих пределах находится и энергия ускоренных протонов в Большом адронном коллайдере. Вопрос о природе частиц с энергиями больше 1015 эВ оставался открытым.

    Исследователи из МФТИ и Физического института имени П.Н. Лебедева РАН совместно с китайскими коллегами разработали модель, позволяющую объяснить природу космических лучей в нашей Галактике в диапазоне энергий от 3×1015 до 1018 эВ, что на два-три порядка выше энергии частиц, рождённых при взрывах сверхновых.

    Модель связывает высокоэнергичные космические лучи с открытыми в ноябре 2010 года «пузырями Ферми» – двумя огромными областями в центральной области нашей Галактики, испускающими излучение в гамма- и рентгеновском диапазонах. Эти симметричные относительно плоскости Галактики области простираются на расстояние в 50 тысяч световых лет, что сопоставимо с размером самого Млечного Пути. Позднее команда телескопа «Планк» обнаружила излучение этих структур и в микроволновом диапазоне. Подобные структуры наблюдаются в других галактических системах с активными ядрами.

    Природа пузырей Ферми до конца не ясна. Однако их расположение однозначно указывает на связь пузырей с активностью центра нашей Галактики, где происходит выделение гигантской энергии в результате приливного разрушения звёзд при падении (аккреции) на центральную чёрную дыру с массой 106 солнечных масс.

    Дмитрий Чернышёв, Владимир Догель и их коллеги из Гонконга и Тайваня в предшествующих работах показали, что излучение в пузырях Ферми порождается различными процессами с участием релятивистских электронов, ускоренных ударными волнами, которые образуются при падении звёздного вещества на чёрную дыру. При этом ударные волны должны ускорять также протоны и легкие ядра, составляющие космические лучи. В новой работе, опубликованной в журнале EPJ Web of Conferences, авторы предположили, что гигантские ударные фронты пузырей Ферми способны дополнительно ускорять протоны, испущенные сверхновыми, до энергий существенно выше 1015 эВ.

    В предложенном механизме рождённые при взрывах сверхновых частицы с энергиями меньшими 3×1015 эВ, перемещаясь из диска галактики в галактическое гало, дополнительно ускоряются процессами, происходящими в пузырях Ферми. Вычисленное по разработанной модели спектральное распределение космических лучей полностью соответствует наблюдаемому в диапазоне энергий от 3×1015 до 1018 эВ (диапазон «B» на рисунке), что свидетельствует о работоспособности модели.

    Спектр в данном случае представляет собой зависимость энергетической яркости, которая характеризует интенсивность (мощность) космических лучей в зависимости от энергии составляющих их частиц. Значение граничной энергии 3×1015 выбрано потому, что при этом значении на графике наблюдается изменение наклона зависимости (так называемое «колено»), что говорит о каких-то изменениях в механизме генерации для более высоких энергий.

    По материалам МФТИ

    По материалам http://nauchkor.ru/media/puzyri-fermi-kolybel-kosmicheskih-luchey-59877d0e5f1be706dca978d0

    Обозрение "Terra & Comp".

Помощь корреспонденту
Кнопка куратора
Добавить новость
Добавить новости
НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"

Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Rambler's Top100