Струя воды из шланга, бьющая в стену, растекается в стороны. Так же ведут себя астрофизические джеты — узкие потоки плазмы, выбрасываемые из окрестностей чёрных дыр или молодых звёзд. Когда такой поток встречает сопротивление окружающего газа, внутри него образуется ударная волна, похожая на стоячую волну в быстрой реке. На этой волне заряженные частицы, словно мячики в игре пинг-понг, многократно отражаются и набирают энергию.

Учёные построили модель, которая показывает, где именно в джете возникает такая ударная волна и насколько сильно она разгоняет частицы. Модель применили к трём типам объектов: сейфертовским галактикам (активным ядрам с умеренной яркостью), микроквазарам (двойным системам с чёрной дырой звёздной массы) и протозвёздным джетам (струям от формирующихся звёзд). Оказалось, что в сейфертовских галактиках протоны могут разгоняться до энергий в миллиарды тераэлектронвольт — это в миллионы раз больше, чем в Большом адронном коллайдере.

Эти результаты помогают понять, откуда берутся самые энергичные частицы во Вселенной. Возможно, именно такие ударные волны в джетах ответственны за космические лучи сверхвысоких энергий, которые регистрируют наземные обсерватории. А ещё они могут объяснять загадочное гамма-излучение от некоторых галактик.