Ночью по небу летят невидимые пули — космические лучи. Это ядра атомов, разогнанные до скоростей, близких к световой. Магнитные поля Галактики путают их пути, поэтому понять, где именно они родились, трудно. Главными подозреваемыми долго были остатки взорвавшихся звёзд, но для самых быстрых частиц улик не хватало.
Теперь на сцену выходят чёрные дыры в паре с обычной звездой. Когда чёрная дыра перетягивает вещество соседки, иногда она не всё проглатывает, а часть выбрасывает прочь — как прачка, выжимающая воду из белья. Такие выбросы летят сквозь космос и сгребают перед собой разреженный газ. На границе выброса и газа частицы могут разгоняться, как серфингисты на крутой волне.
Учёные подсчитали, что в таких «волнах» частицы могут набирать энергию до 20 миллионов тераэлектронвольт. Это примерно как если бы песчинка разогналась до энергии летящего грузовика. Вклад всех подобных выбросов в общий поток космических лучей Галактики — около одного процента, но для самых энергичных частиц он вырастает до пяти процентов.
Будущие телескопы, такие как CTAO, смогут проверить эти расчёты, ловя гамма-вспышки и нейтрино от выбросов. Если всё сойдётся, чёрные дыры-прачки окажутся важной частью космической кухни, где готовятся самые быстрые частицы во Вселенной.
Энергия одной такой частицы может быть в миллионы раз больше, чем у частиц в самом мощном земном ускорителе, но поймать её можно только косвенными методами — по вспышкам света и нейтрино.
В романе «Солярис» Станислава Лема океан планеты порождает загадочные структуры — чем-то похоже на то, как чёрная дыра выбрасывает вещество, которое потом ускоряет частицы.