Камень падает в пруд, и по воде расходятся круги. Так и свет от далёких галактик расходится во все стороны — спокойно и размеренно. Но в центре некоторых галактик прячется не камень, а настоящая пушка: она выстреливает частицами с чудовищной силой. Астрономы называют такие объекты HSP BL Lac. Это активные ядра галактик, где сверхмассивная чёрная дыра закручивает вещество в диск и выбрасывает узкие струи плазмы, направленные почти прямо на нас.
В этих струях частицы разгоняются так, что их энергия в миллионы раз превышает энергию покоя. Электроны крутятся в магнитном поле и испускают свет. Частота этого свечения выдаёт их бешеную энергию — пик приходится на ультрафиолет и рентген (частота выше 10 в 15-й степени герц). Будто обычная лампочка вдруг засияла в миллион раз ярче и перешла на невидимые глазу лучи. Именно такие объекты — главные подозреваемые в производстве космических лучей сверхвысоких энергий и нейтрино с энергией выше сотен тераэлектронвольт.
Но простота здесь только кажущаяся. Чтобы родить космические лучи с энергией больше 10 в 19-й степени электронвольт (это как удар теннисного мяча, сжатый в одну субатомную частицу), струи должны нести колоссальную энергию. Причём в форме тяжёлых частиц, а не только лёгких электронов. Расчёты показывают: на это ушло бы слишком много «топлива». Энергетический бюджет таких объектов трещит по швам. Вдобавок обсерватория Пьера Оже видит в составе лучей больше тяжёлых ядер, чем протонов, а направления прихода почти равномерно распределены по небу. Это плохо согласуется с редкими «пушками», бьющими узким лучом. Возможно, разгадка в магнитных полях, которые запутывают траектории. Или в том, что струи «дышат» — то сужаются, то расширяются, меняя прицел.
Новые инструменты — IceCube-Gen2, KM3NeT, массив черенковских телескопов CTAO, рентгеновский поляриметр IXPE и модернизированные детекторы космических лучей — позволят замерить ключевые параметры. Откуда приходят нейтрино? Как поляризован свет вспышек? Из чего именно состоят лучи предельных энергий? Ответы покажут, действительно ли эти космические пушки — главные ускорители Вселенной. Или титул достанется другому классу объектов. И тогда круги на воде от далёких галактик расскажут нам куда больше, чем сегодня.
Энергия одного протона сверхвысоких энергий примерно равна кинетической энергии летящего комара, но сжата в объём в триллионы раз меньше атомного ядра.
В романе «Контакт» Карла Сагана сигнал инопланетян приходит от звезды Вега, но по сюжету он модулирован нейтринным потоком — как раз теми частицами, которые сегодня ловят от блазаров.