Астрономы раскрыли вековую космическую тайну, измерив поведение космических лучей в звёздном скоплении Terzan 5

Космические лучи были открыты более 100 лет назад, но их поведение оставалось непонятным из-за нестабильных траекторий высокоэнергетических частиц

Команда астрономов открыла «небесную лабораторию» в звёздном скоплении Terzan 5, позволившую изучить поведение космических лучей. Исследование, опубликованное в Nature Astronomy, проливает свет на старую космическую загадку — нестабильные траектории высокоэнергетических частиц, которые ставили в тупик учёных с момента открытия в 1912 году.

Космические лучи были открыты австрийско-американским физиком Виктором Гессом, который в 1912 году измерил уровень окружающего излучения на высотном воздушном шаре и обнаружил, что он был намного выше, чем на уровне земли, даже во время затмения. Сегодня это таинственное излучение известно как космические лучи: атомные ядра и элементарные частицы, такие как протоны и электроны, которые были ускорены почти до скорости света.

Звездное скопление Terzan 5. Источник: ESA / Hubble , CC BY

Однако направление движения заряженных частиц меняется, когда они сталкиваются с магнитным полем, что делает сложным определить их первоисточник. Межзвёздное пространство полно магнитных полей, и эти поля постоянно колеблются, отклоняя космические лучи в случайных направлениях. Поэтому вместо того, чтобы космические лучи шли прямо к наблюдателю из своего источника, как свет, они распределяются почти равномерно по всей галактике.

Звёздное скопление Terzan 5 является обильным источником космических лучей, поскольку содержит большую популяцию быстро вращающихся, плотных и намагниченных звёзд, называемых миллисекундными пульсарами, которые разгоняют космические лучи до чрезвычайно высоких скоростей.

Эти космические лучи не достигают Земли из-за этих флуктуирующих магнитных полей. Однако мы можем видеть явный признак их присутствия: некоторые космические лучи сталкиваются с фотонами и преобразуют их в высокоэнергетические незаряженные частицы, называемые гамма-лучами.

Исследуя излучение, создаваемое космическими лучами Terzan 5, учёным удалось измерить, насколько быстро эти частицы меняют направление из-за флуктуаций межзвёздных магнитных полей. Это открытие приближает учёных к пониманию загадочного излучения из космоса, открытого Гессом более 100 лет назад.

Команда учёных надеется, что их исследование поможет прояснить происхождение космических лучей и роль межзвёздных магнитных полей в их распространении.