Космическими лучами» называют не только свет, то есть фотоны, но и протоны, электроны и другие частицы. Они летят к нам от звезд. Иногда ученые могут точно определить их источник. Например, солнечные протоны постоянно проникают в земную атмосферу. Недавно одна из обсерваторий зарегистрировала электроны и позитроны, достигшие нашей планеты, с необычайно высокой энергией. Их происхождение точно не связано с Солнцем, но у специалистов есть версии относительно их места возникновения.
В нашей Галактике находится множество ускорителей частиц, превосходящих по своим размерам и мощности даже Большой адронный коллайдер. Так, при взрыве массивной звезды сверхновой, ее вещество разлетается с огромными скоростями, что приводит к образованию новых химических элементов в этом потоке.
Если ядро звезды не коллапсирует в черную дыру, то сжимается до состояния нейтронной звезды (пульсара) — чрезвычайно плотного образования из нейтронов. При этом его мощное магнитное поле также ускоряет частицы до скоростей, сопоставимых со скоростью света. Таким образом, от «умерших» звезд к нам достигают электроны, их античастицы — позитроны — и даже целые атомные ядра, которые мы фиксируем и определяем как космическое излучение.
Международная группа исследователей недавно объявила об открытии электронов и позитронов с рекордной энергией, невиданной ранее. В своей публикации ученые, опубликованной в Physical Review Letters, ученые сообщили, что энергия этих частиц составляла 40 тераэлектронвольт, что эквивалентно 40 триллионам электронвольт. В качестве примера можно привести, что энергия фотонов, формирующих видимый свет, находится в диапазоне двух с половиной — трех электронвольт.
Обсерватория H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System), расположенная в Намибии и предназначенная для регистрации космических частиц, зафиксировала их наличие, анализируя черенковское излучение, возникающее при их движении через атмосферу Земли.
Физики утверждают, что частицы с подобной энергией не способны преодолеть расстояние до Земли из другой части галактики, поскольку они довольно интенсивно теряют энергию в процессе движения. Исходя из этого, их источник, вероятно, находится вблизи Солнечной системы – в пределах нескольких тысяч световых лет. В связи с этим представляется целесообразным изучить потенциальные варианты «экстремальных» звезд в пределах этого радиуса.
На расстоянии 960 световых лет от Земли, в южном созвездии Парусов, расположен пульсар Вела. Это остаток звезды, которая 11-12 тысяч лет назад взорвалась сверхновой, и тогда находилась на меньшем расстоянии. С помощью той же обсерватории H.E.S.S. удалось установить, установлено, что данный пульсар излучает энергию мощностью до 20 тераэлектронвольт.
Также стоит отметить массивную звезду, находящуюся на расстоянии около 800 световых лет в системе Гамма Парусов. В настоящее время ее масса в девять раз превышает массу Солнца, однако примерно пять миллионов лет назад она обладала гораздо большей массой – целых 35 солнечных масс. За относительно короткий период своего существования звезда потеряла значительную часть своей массы, которая уносилась мощными звездными ветрами. Подобные необычные объекты классифицируются как звезды Вольфа — Райе, и они также способны генерировать высокоэнергетические частицы.