Физики объяснили, откуда берутся самые мощные космические лучи. Всё дело в слиянии нейтронных звёзд
Космические лучи сверхвысокой энергии (ultra-high-energy cosmic rays) — это одиночные частицы, летящие сквозь Вселенную почти со скоростью света. Их энергия превышает показатели крупнейших земных ускорителей более чем в миллион раз. Несмотря на почти 60 лет наблюдений, источник этих частиц оставался неизвестным.
Новую объясняемую и проверяемую теорию опубликовали в журнале Physical Review Letters. Её авторы связывают появление этих частиц со слиянием нейтронных звёзд — одними из самых плотных объектов во Вселенной.
При столкновении двух нейтронных звёзд формируются турбулентные магнитные потоки. Они выбрасываются наружу ещё до того, как остаток системы коллапсирует в чёрную дыру. Именно в этих потоках, считают исследователи, и происходят ускорения частиц до экстремальных энергий.
Одновременно с этим процессом возникают гравитационные волны и нейтрино высокой энергии — сигналы, которые уже умеют фиксировать современные обсерватории. Авторы утверждают, что совпадение этих явлений можно будет наблюдать, что делает гипотезу проверяемой.
Теория также объясняет, почему космические лучи демонстрируют определённую связь между своей энергией и электрическим зарядом. Эта закономерность ранее не поддавалась убедительному толкованию.
Слияния нейтронных звёзд — редкие и катастрофические события. Помимо космических лучей, они также производят тяжёлые элементы: золото, платину, уран, теллур, ксенон и другие. Таким образом, учёные объединяют сразу несколько космических загадок в одну стройную модель.
