Ультраэнергетические космические лучи (UHECRs) - частицы, которые были ускорены почти до скорости света. Космические лучи данного типа исходят от источников за пределами Солнечной системы и являются гораздо более мощными, чем те, которые рождаются вблизи от нашего Солнца. Слияние белого карлика с нейтронной звездой или черной дырой может быть одним из источников этих лучей. Такие слияния могут происходить достаточно часто, чтобы быть наиболее значимыми источниками этих энергических частиц. Теорию о возникновении подобных лучей опубликовал сайт universetoday.com

Иллюстрация сайта universetoday.com

Астрономы в рамках Слоановской программы цифрового обзора неба (SWARMS) недавно открыли бинарную систему экзотических объектов на расстоянии около 50 парсеков от Солнечной системы. Эта система под названием SDSS 1257 +5428 представляет собой белый карлик, который находится на низкой орбите вокруг нейтронной звезды или небольшой по массе черной дыры.

Соавтор проекта, доцент Кафедры астрономии из Университета штата Огайо, Тодд Томпсон в своей недавней статье в журнале The Astrophysical Journal Letters предположил, что такой тип систем, с последующим слиянием компонентов системы, может быть широко распространенным явлением, напрямую связанным с открытием ультраэнергетических космических лучей (UHECRs). Слиянии белого карлика с нейтронной звездой или черной дырой может создать черные дыры малой массы, так называемые черные дыры-"малыши": с небольшой, по космическим меркам, массой – около трех масс Солнца.

Томпсон считает: "Системы "белый карлик - нейтронная звезда" или "белый карлик - черная дыра" считаются довольно редкими. Проект SWARMS помог впервые обнаружить такую систему, используя метод радиальной скорости совсем недалеко, всего в 50 парсеках от Солнца (около 170 световых лет)".

Томпсон и его коллеги считают, что такого рода слияние может стать самым значительным источником ультраэнергетических космических лучей UHECRs в галактике Млечный Путь. Частота подобных слияний систем в галактике, по оценке ученых, происходит в среднем каждые 2000 лет.

Гравитационные волны, порождаемые таким слиянием, будут выше диапазона обнаружения лазерного интерферометра гравитационных волн обсерватории LIGO, - инструмента, который используют ученые для обнаружения гравитационных волн (которые еще так и не были зафиксированы...).

Стандартные космические лучи, которые исходят от нашего Солнца, имеют мощность от 10 ^ 7 до 10 ^ 10 электрон-вольт. Мощность ультраэнергетических космических лучей (UHECRs) превышает 10 ^ 20 электрон-вольт. Как в системе SDSS 1257 +5428 возникают космические лучи таких высоких энергий? Томпсон пояснил, что есть два варианта. В первом случае образование черной дыры с последующим возникновением аккреционного диска будет происходить по схеме, привычной в центрах галактик, что является верным признаком квазара. Правда, энергии возникнет гораздо меньше, но ударная волна ускорит частицы до энергии, необходимой для возникновения UHECRs. Во втором сценарии нейтронная звезда забирает вещество у своего компаньона – белого карлика, и ее разрастание приводит к быстрому вращению. Магнитное напряжение, которое образуется на поверхности нейтронной звезды или магнетара, может ускорить частицы, взаимодействующие с мощным магнитным полем, до сверхвысоких энергий.

Остается неясным, что точно является вторым компонентом белого карлика системы SDSS 1257 +5428: черная дыра или нейтронная звезда. Но тот факт, что проект SWARMS сделал такое открытие на столь раннем этапе исследования, является обнадеживающим фактом для открытия в дальнейшем подобных экзотических бинарных систем. Авторы исследования подчеркнули, что представленная система возникновения ультраэнергетических космических лучей (UHECRs) является лишь теорией.

Новость по теме:
Рождение черных дыр причастно к появлению ультраэнергетических космических лучей