Нечто препятствует самым быстрым частицам Вселенной проникать в центр нашей галактики.
Исследование указывает на то, что центр Млечного Пути может быть ещё более необычным, чем думали учёные.
Ученые из Китайской академии наук в Нанкине исследовали карту радиоактивного гамма-излучения в центре нашей галактики и ее окрестностях.
Карта обнаружила ускорение частиц до скоростей, близких к скорости света, около центра галактики. Это явление приводит к образованию большого количества космических и гамма-лучей за пределами галактического центра. Несмотря на постоянный поток высокоэнергетического излучения из центра Галактики, что-то вблизи ядра Млечного Пути препятствует проникновению большинства космических лучей из других частей Вселенной. .
В центре галактики создаётся невидимый барьер, понижающий плотность космических лучей ниже уровня, свойственного остальной части галактики. Космические лучи могут покидать центр, но проникать внутрь затруднительно.
Раскрытие принципа работы этого космического щита и причин его существования до сих пор представляет собой загадку.
Монстр в центре
В созвездии Стрельца, приблизительно за 26 000 световых лет от Земли, находится центр нашей галактики. Это область высокой плотности и пыли, содержащая более чем в миллион раз больше звезд на световой год, чем вся солнечная система. Все звезды окружены сверхмассивной черной дырой, масса которой примерно в 4 миллиона раз превышает массу Солнца.
В центре галактики черная дыра Стрелец А* или другой объект ускоряет протоны и электроны до скоростей, близких к световой, создавая космические лучи. Разносятся эти лучи по нашей галактике и за ее пределы, проходя через магнитные поля, формируя океан высокоэнергетических частиц с одинаковой плотностью во всем Млечном Пути. Такой устойчивый состав частиц называют морем космических лучей.
Учёные сравнили плотность космических лучей в этом море с плотностью в центре галактики. Космические лучи невидимы невооружённому глазу, но учёные определяют их по гамма-картам космоса, которые показывают места столкновения космических лучей с другими типами материи.
Команда подтвердила, что в центре галактики действует гигантский ускоритель частиц, выбрасывающий космические лучи. Среди возможных причин — Стрелец А*, поскольку черные дыры могут теоретически выбрасывать определенные частицы, даже поглощая все вокруг себя; остатки древних сверхновых; или сильный звездный ветер от множества звезд в центре галактики.
Карта также обнаружила загадочный «барьер»: место, где плотность космических лучей резко уменьшается у края центра галактики. Исследователи считают, что установить источник этого явления трудно, но возможно, он связан с накоплением магнитных полей рядом с плотным ядром нашей галактики.
Команда предложила две гипотезы. Первая: плотные облака пыли и газа около центра галактики могут схлопнуться под собственным весом, сжав магнитные поля и создав барьер от космических лучей. Вторая: звездный ветер от множества звезд в центре галактики может отражаться от потока космических лучей, подобно тому, как солнечный ветер действует на межпланетное пространство.
Для понимания процессов, происходящих в отдаленных уголках нашей галактики, требуется продолжение исследований.