Магнитные поля чёрных дыр как ключ к разгадке космических лучей

Учёные из Колумбийского университета и Нью-Йоркского университета предложили новую теорию, объясняющую источник энергии сверхмощных космических лучей. Исследование было опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters.

Фото: flickr.com by NASA is licensed under National Aeronautics and Space Administration

Планета Земля

Новое объяснение

Ранее считалось, что энергия этих лучей возникает из-за ударных волн в экстремальных астрофизических событиях, таких как взрывы звёзд. Однако новое исследование указывает на другой механизм — магнитную турбулентность.

Магнитная турбулентность формируется, когда магнитные поля вокруг чёрных дыр и нейтронных звёзд переплетаются и деформируются. Этот процесс создаёт идеальные условия для ускорения частиц до энергий, которые многократно превышают те, что достигаются в крупнейших земных ускорителях, таких как Большой адронный коллайдер.

Сравнение масштабов

Сверхмощные космические лучи, разгоняемые в магнитной турбулентности, достигают энергии, которая в 10 миллионов раз превышает максимальные показатели, зафиксированные на Земле. Для наглядности, разница в энергии между солнечным излучением и космическими лучами такого типа сопоставима с разницей в весе между рисовым зерном и 500-тонным самолётом Airbus A380.

Значение исследования

Эти данные могут стать ключом к разгадке природы космических лучей, а также способствовать развитию новых направлений в астрофизике и физике частиц. Теория магнитной турбулентности открывает новые горизонты для понимания процессов, происходящих вблизи чёрных дыр и нейтронных звёзд, и ставит под сомнение прежние взгляды на происхождение сверхмощного космического излучения.

Уточнения

Чёрная дыра́ — область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света.