Космические лучи — это ядра атомов, разогнанные до скоростей, близких к световой. Они прилетают на Землю со всех сторон, и по их составу можно судить о том, что творится в далёких уголках Галактики. Спутник НУКЛОН несколько лет собирал такие частицы, и теперь его данные показали странную закономерность: чем реже ядро встречается в природе, тем жёстче его спектр.

Спектр — это зависимость числа частиц от их энергии (или жёсткости — энергии, делённой на заряд). Обычно с ростом энергии частиц становится меньше, и наклон этой зависимости одинаков для всех ядер. Но для редких нечётных ядер (например, фтора или натрия) наклон оказался другим: их доля среди высокоэнергичных частиц выше, чем у распространённых чётных соседей (кислорода, неона). Будто нечётные ядра лучше разгоняются.

Авторы работы попробовали объяснить это через неполную ионизацию. Когда ударная волна от взрыва сверхновой разгоняет вещество, атомы могут терять не все электроны. Ядро с оставшимися электронами имеет меньший эффективный заряд, а значит, при той же энергии — большую жёсткость. Такие «полуодетые» ядра могут проскакивать через магнитные барьеры иначе, чем полностью ионизованные. Если редкие нечётные ядра чаще сохраняют электроны на ранних этапах ускорения, их спектр окажется жёстче.

Пока это гипотеза, но она красиво связывает данные НУКЛОНа с физикой ударных волн. Если она подтвердится, мы сможем лучше понимать, как именно сверхновые штампуют космические лучи — и почему состав этих лучей не такой, как в обычном веществе.