Изображение предоставлено NASA
Астрономы НАСА считают, что отставные квазары могут быть источником редких высокоэнергетических космических лучей. Источник космических лучей является загадкой, но астрономы подсчитали, что они должны исходить от объектов в пределах 200 миллионов световых лет от Земли - эти «отставные квазары» могут быть источником.
Они старые, но не забытые. Соседние «отставные» квазарные галактики, миллиарды лет после их славных дней как самые яркие маяки во Вселенной, могут быть текущим источником редких высокоэнергетических космических лучей, самых быстро движущихся частиц материи, происхождение которых было давняя загадка, считают ученые из НАСА и Принстонского университета.
Ученые определили четыре эллиптические галактики, которые могли бы начать эту вторую карьеру космического производства, все они расположены над рукояткой Большой Медведицы и видны с телескопов на заднем дворе. Каждая из них содержит центральную черную дыру, по меньшей мере, 100 миллионов солнечных масс, которая при вращении может образовать колоссальную батарею, посылающую атомные частицы, такие как искры, вылетающие к Земле со скоростью, близкой к скорости света.
Эти результаты обсуждаются сегодня на пресс-конференции на совместном заседании Американского физического общества и Отдела астрофизики высоких энергий Американского астрономического общества в Альбукерке, штат Нью-Мексико. В состав команды входят доктор Диего Торрес из Принстонского университета и доктора. Элиу Болдт, Тимоти Гамильтон и Майкл Лоуэнштейн из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд.
Квазарные галактики в тысячи раз ярче обычных галактик, питаемых центральной черной дырой, поглощающей обильное количество межзвездного газа. В галактиках с так называемыми квазарными остатками ядро черной дыры больше не является сильным источником излучения.
«Некоторые остатки квазара могут быть не такими уж безжизненными, если они будут заняты в последующие годы», - сказал Торрес. «Впервые мы видим намек на возможную связь между направлениями прибытия космических лучей сверхвысокой энергии и местоположениями на небе близлежащих бездействующих галактик, содержащих сверхмассивные черные дыры».
Космические лучи сверхвысоких энергий представляют собой одну из величайших загадок астрофизики. Каждый космический луч - по существу, отдельная субатомная частица, такая как протон, движущийся с небольшим ускорением скорости света, - упаковывает столько же энергии, сколько бейсбольное поле высшей лиги, более 40 миллионов триллионов электронных вольт. (Энергия покоя протона составляет около миллиарда электрон-вольт.) Источник частиц должен находиться в пределах 200 миллионов световых лет от Земли, поскольку космические лучи, находящиеся за пределами этого расстояния, будут терять энергию, когда они будут проходить сквозь туман космического микроволнового излучения. пронизывающий вселенную. Однако существует значительная неопределенность в отношении того, какие объекты в пределах 200 миллионов световых лет могут генерировать такие энергетические частицы.
«Тот факт, что эти четыре гигантские эллиптические галактики, по-видимому, неактивны, делает их жизнеспособными кандидатами на создание космических лучей сверхвысоких энергий», - сказал Болдт. Болдт сказал, что истощающая радиация от активного квазара ослабит ускорение космических лучей и приведет к потере большей части их энергии.
Команда признает, что не может определить, вращаются ли черные дыры в этих галактиках, что является основным требованием для компактного динамо-ускорителя для ускорения космических лучей сверхвысокой энергии. Тем не менее, ученые подтвердили существование, по крайней мере, одной вращающейся сверхмассивной черной дыры, объявленной в октябре 2001 года. Преобладающая теория заключается в том, что сверхмассивные черные дыры вращаются по мере того, как они аккрецируют вещество, поглощая энергию орбиты падающей материи.
Космические лучи сверхвысоких энергий регистрируются наземными обсерваториями, такими как гигантский воздушный поток Akeno вблизи Яманаси, Япония. Они крайне редки, поражая атмосферу Земли со скоростью примерно один на квадратный километр за десятилетие. Ведется строительство обсерватории Оже, которая будет покрывать 3000 квадратных километров (1160 квадратных миль) на возвышенной равнине в западной части Аргентины. Предложенная миссия НАСА под названием OWL (вращающиеся широкоугольные коллекторы света) будет обнаруживать космические лучи с самой высокой энергией, глядя на атмосферу из космоса.
Левенштейн работает в Лаборатории астрофизики высоких энергий имени НАСА Годдарда в качестве научного сотрудника в Университете штата Мэриленд, Колледж-Парк. Гамильтон, также член лаборатории, сотрудник Национального исследовательского совета.
Первоисточник: пресс-релиз НАСА
