Цивилизация
Гигантские скопления раскаленного газа в межзвездном пространстве — так называемые «суперпузыри», которые были обнаружены ранее над центром нашей галактики — оказались одним из основных источников космических лучей, «кокон» из которых окружает границы этих небесных объектов, пишут астрономы в статье, опубликованной в журнале Science. Космические «суперпузыри» представляют собой огромные облака горячего газа, нагретого до температур от 10 тысяч до 100 тысяч градусов Кельвина. Считается, что они накапливаются в результате выброса материи из-за взрывов нескольких сверхновых и потока газа, который солнечный ветер выталкивает за пределы «родной» ему звездной системы.
Группа ученых под руководством Изабеллы Гренье из университета Парижа имени Дени Дидро (Франция) предположила, что в таких горячих облаках могут возникать и «разгоняться» космические лучи — потоки элементарных частиц и ядер атомов, ускоренных до высоких энергий. Гренье и ее коллеги проверили свою гипотезу, изучив суперпузырь в созвездии Лебедя при помощи космического гамма-телескопа «Ферми». Местный суперпузырь окружает множество ярких и молодых звезд в скоплении Лебедь OB2 и содержит в себе один из самых ярких источников рентгеновского излучения — «микроквазар» Лебедь X-3, составленный из черной дыры и обычной звезды.
Авторы статьи сделали серию снимков газового облака в нескольких энергетических диапазонах и проанализировали спектр излучения, поступающего из суперпузыря. На основе этих данных они вычислили плотность и направление полета космических лучей в облаке. Оказалось, что газ в суперпузыре весом в 8 миллионов масс Солнца пронизан космическими лучами, схожими по своей интенсивности с теми, которые зарождаются вблизи нашего светила. Отсутствие заметных пиков и падений в уровне излучения указывает на то, что «пузырь» светится сам по себе и не «просвечен» рентгеновским излучением сверхмощных пульсаров или крупных черных дыр. Это косвенно подтверждается тем, что зона высокой интенсивности излучения не выходит за пределы «кокона» туманности в видимом и инфракрасном диапазоне.
Астрономы собрали все необходимые данные, интегрировали их в компьютерную модель и попытались ответить на вопрос, ускоряются ли космические лучи в суперпузыре или же минуют его на своем пути. По расчетам исследователей, подавляющая часть космических лучей была ускорена внутри суперпузыря, а не за его пределами. Устойчивость границ пузыря объясняется тем, что он представляет собой относительно пустое «окно», окруженное более плотными облаками газа, в которых зародились яркие голубые и белые светила созвездия Лебедя.
Основным «двигателем» этого ускорителя ученые называют замедление случайных ветров в относительно плотных участках суперпузыря и последующее появление границы ударной волны, которая «разгоняет» частицы. Столкновение горячей материи пузыря и ударной волны породит частицы с энергией от 10 гигаэлектронвольт (ГэВ) до 150 тераэлектронвольт (ТэВ), чего достаточно для объяснения структуры спектра на снимках созвездия Лебедя, полученных при помощи «Ферми».
Ученые планируют изучить устройство и структуру этого астрономического «ускорителя», добавив к данным о суперпузыре в созвездии Лебедя информацию о других объектах подобного рода.
