Добавь сайт в закладки! Инструкция по ссылке.
Китайские астрономы из обсерватории LHAASO (Large High Altitude Air Shower Observatory) поймали за хвост настоящий космический монстр. Речь идет о двойной звездной системе Лебедь X-3, которая работает как гигантский природный коллайдер и способна разгонять частицы до умопомрачительных 30 петаэлектронвольт. Это в десятки раз мощнее всего, что ученые видели раньше внутри нашей Галактики.
Чтобы вы понимали масштаб: Лебедь X-3 — это не просто две одинокие звезды, летящие сквозь пустоту. Это жуткий тандем из массивного светила и его компактного соседа. Этим соседом выступает либо черная дыра, либо сверхплотная нейтронная звезда. Они кружат друг вокруг друга на бешеной скорости. Компактный объект ведет себя как безжалостный пылесос. Он с чудовищной силой вытягивает материю из своего крупного компаньона.
Но самое страшное начинается там, где сталкиваются два мощных потока — тот самый звездный ветер от гиганта и вещество, которое уже начало падать в гравитационную ловушку. В этой точке столкновения возникает невероятное трение и магнитные бури. Частицы буквально размазываются по пространству и получают такой мощный пинок, что их энергии позавидовал бы любой земной ускоритель.
Долгое время физики считали, что предел для заряженных частиц в Млечном Пути — это скромный 1 петаэлектронвольт. Для справки, один петаэлектронвольт — это единица измерения энергии в физике, равная одному квадриллиону (10¹⁵) электронвольт. По земным меркам цифра огромная, но космос снова доказал, что наши представления о нем слишком тесные. Инструмент LHAASO показал реальную картину: Лебедь X-3 бьет этот порог играючи, выдавая стабильные 30 ПэВ.
«До недавнего времени предельным уровнем энергии для заряженных частиц в нашей Галактике считался 1 петаэлектронвольт», — отмечают исследователи. «Благодаря детальному изучению гамма-лучей обсерватория LHAASO доказала, что Лебедь X-3 способен «разгонять» их как минимум до 30 петаэлектронвольт».
Но китайская команда пошла дальше простого замера мощности. Им удалось вскрыть внутренний механизм этого космического двигателя. Наблюдая за объектом, они выловили четкий ритм во вспышках. Гамма-излучение пульсирует строго каждые 4,8 часа. Эта цифра — прямое доказательство того, что мы видим работу именно двойной системы. Звезды делают полный оборот вокруг общего центра масс меньше чем за пять часов.
Кроме того, ученым удалось вычислить точное место расправы над частицами. Зона максимального разгона находится совсем рядом с точкой невозврата — примерно в трех радиусах Солнца от самого компактного объекта. Представьте себе Солнце, сожмите его до размеров небольшого городка, а теперь отложите от него три таких же расстояния. Именно там сейчас творится самая жесткая физика во всей округе.
По мнению специалистов, это достижение открывает новые горизонты в понимании экстремальных физических явлений, протекающих в окрестностях таких компактных объектов, как черные дыры. Теперь у инженеров есть новая планка. Если природа умеет разгонять протоны до 30 ПэВ в крошечном объеме размером с нашу Солнечную систему, значит, все наши огромные подземные кольца вроде Большого адронного коллайдера работают крайне неэффективно. Нам нужно учиться копировать схемы самой Вселенной, чтобы строить более компактные и мощные установки на Земле.
Сама обсерватория LHAASO, предназначенная для изучения космического гамма-излучения, представляет собой колоссальное инженерное сооружение. Она раскинулась на высокогорье Тибетского плато, забравшись на отметку около 4410 метров над уровнем моря. Только представьте эти условия: воздух настолько разряжен, что каждый шаг дается с трудом, кислорода едва хватает для жизни, а перепады температур способны вывести из строя обычную электронику за считанные дни. Площадь комплекса составляет 1,36 квадратных километра.
На этом огромном поле установлено больше пяти тысяч детекторов. Они выглядят как простые бассейны с водой или решетки пластиковых труб, но начинка у них невероятно чувствительная. Когда разогнанная частица врезается в верхние слои атмосферы, она рождает лавину вторичных осколков — так называемый широких атмосферных ливней. Эти осколки долетают до земли со скоростью света и прошивают приборы LHAASO. Электроника фиксирует вспышки и по ним восстанавливает портрет той самой первичной частицы, которая миллиарды лет назад стартовала из недр Лебедя X-3.
Зачем вообще нам знать про какие-то далекие петаэлектронвольты? Ответ лежит на поверхности. Космические лучи высоких энергий постоянно бомбардируют Землю. Обычно нас спасает магнитное поле планеты и плотная атмосфера. Но пилоты дальнемагистральных рейсов, космонавты на орбите и автоматические зонды, улетающие к Марсу, находятся под прямым ударом этой радиации. Поняв, как именно Лебедь X-3 создает такую защиту для своих потоков или как он их формирует, мы сможем создать гораздо более легкую и эффективную броню для межпланетных кораблей.
Кроме того, изучение подобных систем помогает ответить на фундаментальный вопрос: откуда берется большая часть галактического излучения? Раньше главными подозреваемыми были остатки сверхновых — расширяющиеся пузыри газа от взорвавшихся звезд. Но данные LHAASO показывают, что микроквазары вроде Лебедя X-3 могут давать жару ничуть не хуже, а то и лучше.
Теперь перед астрофизиками стоит новая задача. Нужно понять, почему система выдает именно 30 ПэВ. Это жесткий потолок возможностей самого механизма? Или частицы просто не успевают набрать больше энергии, пока вращаются по своей короткой орбите? А может быть, поток упирается в невидимый барьер магнитных полей? Чтобы узнать это наверняка, китайские коллеги планируют держать Лебедь X-3 под круглосуточным прицелом. Каждый новый зафиксированный цикл даст еще одну крупицу данных. Кто знает, возможно, через пару лет эта парочка в созвездии Лебедя преподнесет нам сюрприз и пробьет планку в 50 или даже 100 петаэлектронвольт. Природа явно не собирается останавливаться на достигнутом, и нам остается только подтягивать свои технологии до ее уровня.
Поделись видео: