У центрі Чумацького Шляху прихований адронний колайдер: він найпотужніший у всій галактиці
Астрономам давно відомо, що в центрі Чумацького Шляху ховається мовчазний пожирач зірок — надмасивна чорна діра Стрілець А*. Але на цьому її роль у галактиці не закінчується.
Надмасивна чорна діра має масу, порівнянну з 4 млн сонячних мас, і розташована на відстані 27 тис. світлових років від Землі. Тепер вчені стверджують, що Стрілець А* є найбільшим природним колайдером, який розганяє протони до енергій, що досягають масштабу петаелектронвольт, пише "Фокус".
Такі значення в мільйон разів перевищують енергію у Великому адронному колайдері. У випадку Стрільця А* рушійною силою є зовсім не екзотична фізика, а саме обертання чорної діри.
Навколо чорної діри, що швидко обертається, розташована область, яка називається ергосферою, де сам простір-час настільки сильно викривляється, що ніщо не може залишатися нерухомим. У 1969 році Роджер Пенроуз показав, що частинка, яка падає в цю зону обертання, може розщеплюватися: один фрагмент падає всередину, несучи від’ємну енергію (виміряну здалеку), а інший вилітає з більшою енергією, ніж мала вихідна частинка. Надлишкова енергія забирається з обертання чорної діри.
Магнітна версія цього процесу набагато ефективніша. Нейтрони, що утворюються в гарячому аккреційному потоці навколо Стрільця А*, дрейфують у ергосферу й розпадаються. Протони, що утворюються, піддаються впливу величезних електричних полів, які створює обертова намагнічена чорна діра, і викидаються назовні.
Як тільки ці надпотужні протони стикаються з щільним молекулярним газом у центрі Галактики, вони генерують гамма-промені та нейтрино. Ці вторинні частинки мають характерний спектральний відбиток, який можуть виявити гамма-телескопи наступного покоління та більш чутливі нейтринні обсерваторії. Якщо передбачені сигнали з’являться, ми ідентифікуємо перший підтверджений природний космічний прискорювач, що знаходиться прямо у нас під боком.
Протягом десятиліть астрономи припускали, що залишки наднових є основними джерелами космічних променів. Нові дослідження свідчать, що тихий гігант у центрі галактики весь цей час непомітно конкурував з ними, перетворюючи власний оберт на частинки з найвищою енергією, які може генерувати Чумацький Шлях.
Інші новини науки
- На Великому адронному колайдері стався невеликий "Великий вибух": що там сталося. Нові експерименти показали, що навіть за допомогою ядер легких хімічних елементів можна створити екстремальний стан речовини під назвою кварк-глюонна плазма.
- Великий адронний колайдер уже давно міг виявити темну матерію: вчені цього не розуміли. Протягом багатьох років незвичайні сигнали всередині Великого адронного колайдера (LHC) ставили дослідників у глухий кут.