Відкрито Космічний Прискорювач Протонів: Лебідь X-3 Штурмує Межі Енергії
Китайська обсерваторія LHAASO зафіксувала в нашій Галактиці унікальне космічне явище, здатне розганяти протони до неймовірних енергій, щонайменше 30 петаелектронвольт (ПеВ). Цим джерелом виявилася система Лебідь X-3, розташована на відстані приблизно 30 тисяч світлових років від Землі. Науковці вже охрестили її найпотужнішим відомим джерелом змінних гамма-випромінювань, адже саме звідти були зареєстровані гамма-кванти з енергією до 3,7 ПеВ.
Джерело зображення: ШІ-генерація ChatGPT/3DNews
Лебідь X-3 є тісною подвійною системою, де масивна зірка типу Вольфа-Райє обертається навколо компактного об’єкта. Ймовірно, це чорна діра або нейтронна зірка. Цей компактний об’єкт активно “перетягує” речовину з зірки-компаньйона. Частина цієї речовини падає на нього, а інша викидається у вигляді вузьких релятивістських струменів. За розрахунками дослідників, саме в основі одного з таких струменів протони можуть набувати енергії в десятки петаелектронвольт.
Відкриття було зроблене за допомогою установки LHAASO, що розташована на висоті близько 4,4 км у китайській провінції Сичуань. Її масив детекторів KM2A, який охоплює площу приблизно 1,3 км², реєструє каскади вторинних частинок, що утворюються під час взаємодії гамма-квантів з атмосферою Землі. Спостереження продемонстрували, що інтенсивність випромінювання Лебедя X-3 коливається: сигнал посилювався синхронно зі спалахами гамма-променів нижчих енергій, які також фіксував космічний телескоп NASA Fermi, а в періоди спокою майже зникав.
Крім того, в потоці гамма-променів виявилися ознаки періодичності тривалістю 4,8 години. Саме стільки часу триває один оберт об’єктів у досліджуваній системі один навколо одного. Це дозволило безпосередньо пов’язати джерело випромінювання з областю навколо подвійної системи, а не з величезною хмарою, що її оточує. Припускається, що прискорені протони стикаються з ультрафіолетовими фотонами масивної зірки, породжуючи нестабільні частинки, розпад яких створює гамма-кванти та, ймовірно, нейтрино. Таким чином, Лебідь X-3 стає природною лабораторією для вивчення механізмів, за допомогою яких чорні діри та нейтронні зірки перетворюють падаючу матерію на потоки частинок екстремальної енергії.
За енергією, яку він надає протонам, природний прискорювач Лебідь X-3 приблизно в 4400 разів перевершує можливості Великого адронного колайдера в ЦЕРН. Це чудово ілюструє вислів радянського фізика Якова Зельдовича, опублікований у журналі Physics Today у березні 1988 року: «Всесвіт — прискорювач для бідних, — таким є девіз цього нового напрямку». Фізик передбачив злиття космології та фізики елементарних частинок, коли сам Всесвіт виступає інструментом, недоступним на Землі за будь-які гроші.
Порада від Soft Portal:
Ця новина відкриває нові горизонти в астрофізиці, показуючи, що космічні об’єкти можуть бути значно потужнішими “прискорювачами частинок”, ніж наші земні технології. Розуміння процесів, що відбуваються в системі Лебідь X-3, допоможе нам краще вивчати фундаментальні закони Всесвіту та походження найпотужніших випромінювань.