Новая теория предполагает, что слияния звезд производят частицы с самой высокой энергией во Вселенной

Ультравысокоэнергетические космические лучи (UHECR) — это частицы с самой высокой энергией во Вселенной, чьи энергии в миллионы раз превышают те, которые могут быть достигнуты людьми. Несмотря на то, что существование UHECR известно уже 60 лет, ученым не удалось выработать удовлетворительное объяснение их происхождения, которое бы объясняло все наблюдения. Однако новая теория, предложенная физиком из Нью-Йоркского университета Гленнис Фаррар, предоставляет жизнеспособное и поддающееся проверке объяснение того, как создаются UHECR.

«После шести десятилетий усилий, возможно, наконец, было выявлено происхождение этих загадочных частиц с самой высокой энергией во Вселенной», — говорит Фаррар, коллегиальный профессор физики и профессор Джулиус Сильвер, Розалинд С. Сильвер и Энид Сильвер Уинслоу в NYU. «Это открытие дает новый инструмент для понимания самых катастрофических событий во Вселенной: слияние двух нейтронных звезд, в результате которого образуется черная дыра, что является процессом, ответственным за создание многих драгоценных или экзотических элементов, таких как золото, платина, уран, йод и ксенон».

Работа, опубликованная в журнале Physical Review Letters, предполагает, что UHECR ускоряются в бурных магнитных выбросах слияний бинарных нейтронных звезд — они выбрасываются из остаточного материала слияния до формирования окончательной черной дыры. Этот процесс одновременно генерирует мощные гравитационные волны — некоторые из которых уже были обнаружены учеными в рамках сотрудничества LIGO-Virgo. Предложение Фаррар в Physical Review Letters впервые объясняет две из самых загадочных особенностей UHECR: тесную корреляцию между энергией UHECR и его электрическим зарядом, а также исключительную энергию ряда событий с самой высокой энергией. Из анализа Фаррар вытекают два следствия, которые могут быть экспериментально подтверждены в будущих работах:

• Частицы с самой высокой энергией UHECR происходят как редкие элементы «r-процесса», такие как ксенон и теллур, что мотивирует поиск таких компонентов в данных UHECR.

• Чрезвычайно высокоэнергетические нейтрино, происходящие от столкновений UHECR, обязательно сопровождаются гравитационной волной, произведенной в результате слияния материнских нейтронных звезд.

• Сатурн и метеоры кометы Галлея: что увидеть на небе в октябре
• NASA проверит, скрывается ли под лунным провалом большая пещера
• Почему Уран вращается «на боку»: учёные изучают след исчезнувшего спутника
• NASA включило 300-мегапиксельную камеру космического телескопа Roman
• Чёрные дыры разных размеров могут выбрасывать струи вещества по единому правилу
• «Джеймс Уэбб» раскрыл удивительно упорядоченную погоду в мире в 20 световых годах от Земли
• Новолуние наступит 11 сентября: почему это хорошее время для наблюдения за звёздами
• Детектор LUX-ZEPLIN уловил загадочный сигнал: физики проверяют возможный след тёмной материи