Наукова спільнота наближається до розгадки однієї з найбільших таємниць Всесвіту – походження космічних променів надвисокої енергії. Фізик Гленіс Фаррар з Нью-Йоркського університету висунула теорію, яка, на її думку, може пролити світло на це загадкове явище, що включає частинки з найвищою енергією у Всесвіті.
Про це розповідає ProIT
Космічні промені надвисокої енергії відомі науці вже протягом 60 років, проте їх походження залишається незрозумілим. Існуючі теорії не змогли повністю узгодити спостереження з наявними даними. Фаррар запропонувала сміливу гіпотезу, що ці частинки прискорюються в турбулентних магнітних потоках, які виникають внаслідок злиття парних нейтронних зірок.
Гіпотеза про злиття нейтронних зірок
Згідно з теорією Фаррар, злиття нейтронних зірок викидає магнітні потоки, які формуються перед створенням остаточної чорної діри. Цей процес, як зазначає фізик, генерує потужні гравітаційні хвилі. Її теоретичні розрахунки вперше пояснюють дві ключові особливості космічних променів надвисокої енергії: тісну кореляцію між енергією частинок та їх електричним зарядом, а також надзвичайно високу енергію окремих подій.
Ілюстрація результатів моделювання процесів, що відбуваються при злитті нейтронних зірок. Зображення: NASA/AEI/ZIB/M. Koppitz та L. Rezzolla.
Експериментальні перевірки теорії
Теорія Фаррар передбачає два наслідки, які можуть бути підтверджені експериментально. По-перше, вона пов’язує найвищі енергетичні космічні промені з утворенням рідкісних елементів, таких як ксенон і телур, внаслідок ядерного «r-процесу». По-друге, нейтрино надзвичайно високої енергії, що виникають в результаті зіткнень космічних променів, повинні супроводжуватися гравітаційною хвилею, що виникає під час злиття нейтронних зірок.
Майбутні спостереження з використанням обсерваторій, які здатні фіксувати гравітаційні хвилі, можуть стати ключем до підтвердження або спростування цієї гіпотези. Якщо вона буде підтверджена, теорія Фаррар не лише розкриє таємницю космічних променів, але й надасть нові знання про процеси, що відбуваються в найекстремальніших куточках Всесвіту.
