Взрывы звёзд как ускорители частиц рекордных энергий ✎ экспресс

Когда массивная звезда исчерпывает термоядерное топливо, её ядро коллапсирует, а внешние слои выбрасываются в пространство со скоростью в тысячи километров в секунду. Так рождается остаток сверхновой — расширяющееся облако ударно-сжатого газа, простирающееся на световые годы. Один из таких объектов, IC 443, давно привлекал внимание астрофизиков: его структура намекала на процессы, способные разгонять частицы до энергий, недостижимых в земных лабораториях. Однако прямых наблюдательных подтверждений не хватало.

Прорыв обеспечила обсерватория LHAASO, регистрирующая гамма-излучение самых высоких энергий — так называемое жёсткое космическое излучение. Её данные выявили в IC 443 компактный источник, чей спектр излучения — распределение энергии по частотам — несёт отпечаток протонов, ускоренных до величин, в сотни раз превосходящих возможности Большого адронного коллайдера. Такой спектр возникает, когда заряженные частицы взаимодействуют с магнитными полями и излучением в окрестностях источника. По соседству, вероятно, действует пульсар — стремительно вращающаяся нейтронная звезда, оставшаяся после коллапса ядра. Её мощное магнитное поле, вращающееся вместе со звездой, генерирует направленное излучение, которое может вносить вклад в разгон частиц.

Открытие подтверждает ключевую роль остатков сверхновых как главных источников космических лучей — заряженных частиц, непрерывно бомбардирующих атмосферу Земли. Механизм ускорения в IC 443, судя по данным, не затухает: ударные волны и магнитные поля продолжают разгонять протоны, словно фабрика частиц работает без остановки уже тысячи лет.