В центре Млечного Пути спрятан адронный коллайдер: он самый мощный во всей галактике
Астрономам давно известно, что в центре Млечного Пути скрывается молчаливый пожиратель звезд – сверхмассивная черная дыра Стрелец А*. Но на этом ее роль в галактике не заканчивается.
Сверхмассивная черная дыра имеет массу сравнимую с 4 млн солнечных масс, она расположена в 27 тыс. световых годах от Земли. Теперь ученые говорят, что Стрелец А* является крупнейшим естественным коллайдером, который разгоняет протоны до энергий, достигающих масштаба петаэлектронвольт, пишет Фокус.
Такие значения в миллион раз превосходят энергии в Большом адронном коллайдере. В случае Стрелец А* движущей силой является вовсе не экзотическая физика, а само вращение черной дыры.
Вокруг быстро вращающейся чёрной дыры находится область, называемая эргосферой, где само пространство-время настолько сильно искривляется, что ничто не может оставаться неподвижным. В 1969 году Роджер Пенроуз показал, что частица, падающая в эту зону вращения, может расщепляться: один фрагмент падает внутрь, неся отрицательную энергию (измеренную издалека), а другой вылетает с большей энергией, чем обладала исходная частица. Избыточная энергия забирается из вращения чёрной дыры.
Магнитная версия этого процесса гораздо эффективнее. Нейтроны, образующиеся в горячем аккреционном потоке вокруг Стрельца А*, дрейфуют в эргосферу и распадаются. Образующиеся протоны ощущают огромные электрические поля, создаваемые вращающейся намагниченной черной дырой, и выбрасываются наружу.
Как только эти сверхэнергетические протоны сталкиваются с плотным молекулярным газом Галактического центра, они производят гамма-лучи и нейтрино. Эти вторичные частицы несут характерный спектральный отпечаток, который могут обнаружить гамма-телескопы следующего поколения и более чувствительные нейтринные обсерватории. Если предсказанные сигналы появятся, мы идентифицируем первый подтвержденный естественный космический ускоритель, находящийся прямо у нас под боком.
В течение десятилетий астрономы предполагали, что остатки сверхновых являются основными источниками космических лучей. Новые исследования предполагают, что тихий гигант в центре галактики все это время незаметно конкурировал с ними, превращая собственное вращение в частицы с самой высокой энергией, которые может производить Млечный Путь.
Другие новости науки
- На Большом адронном коллайдере произошел маленький "Большой взрыв": что там случилось. Новые эксперименты показали, что даже с помощью ядер легких химических элементов можно создать экстремальное состояние материи под названием кварк-глюонная плазма.
- Большой адронный коллайдер уже давно мог найти темную материю: ученые этого не понимали. На протяжении многих лет необычные сигналы внутри Большого адронного коллайдера (LHC) ставили исследователей в тупик.