Гамма-излучение из туманности в созвездии Орла продемонстрировало эффективность ускорения частиц, близкую к теоретическому максимуму, что ставит под сомнение действующие модели.
Астрономы обнаружили очень мощный природный ускоритель элементарных частиц в нашей галактике. Объект в созвездии Орла получил неофициальное название Aquila Booster и демонстрирует эффективность разгона частиц до петаэлектронвольтных энергий, близкую к теоретическим пределам астрофизики. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Согласно данным наблюдений обсерватории LHAASO, источник интенсивного гамма-излучения связан с пульсаром PSR J1849-0001 в созвездии Орла. Ученые зафиксировали излучение энергий порядка 10¹⁵ эВ — это указывает на так называемый PeVatron-объект, способный разгонять частицы до экстремальных энергий.
Исследователи подсчитали, что эффективность ускорения частиц в найденной туманности достигает как минимум 27% от теоретического максимума, что превышает аналогичные оценки для Крабовидной туманности (остатка сверхновой 1054 года). При применении стандартных моделей ударного ускорения требуемая эффективность оказывается просто невозможной. Именно поэтому объект получил название Aquila Booster — «ускоритель Орла».
Пульсарные ветровые туманности образуются, когда быстро вращающаяся нейтронная звезда выбрасывает поток заряженных частиц с околосветовой скоростью. Эти релятивистские частицы взаимодействуют с окружающей средой и создают ударные фронты, где происходит ускорение до экстремальных энергий. Новое открытие демонстрирует, что такие системы могут функционировать значительно более эффективно, чем считалось ранее.
Если результаты будут подтверждены, высокая эффективность может оказаться характерной для целого класса пульсарных туманностей. Это подразумевает, что значительная часть космических лучей сверхвысоких энергий может формироваться именно в подобных объектах.
Ранее рекордсменом считалась Крабовидная туманность, где эффективность ускорения оценивалась примерно в 16%. Новое наблюдение почти удваивает этот показатель и поднимает дискуссию о механизмах ускорения в релятивистской плазме.
В результате открытие Aquila Booster может потребовать пересмотра
Фото: hi-tech.mail.ru