Новые ускорители RS Змееноска могут привести космические частицы в движение со скоростью, близкой к предельной.
Гамма-телескоп H.E.S.S. наблюдал вспышку повторной сверхновой RS Змееносца в 2021 году от начала и до конца, зарегистрировав поток частиц сверхвысоких энергий, ускоренных этим взрывом почти до теоретического предела. статье, опубликованной в журнале Science. Также о работе рассказывается в пресс-релизеНемецкий исследовательский центр DESY, управляющий системой H.E.S.S.
Некоторые звёзды могут быстро и ярко вспыхивать каждые несколько десятков лет. Это явление не так мощно, как у сверхновых: яркость звезды временно увеличивается на десять звездных величин, а сама звезда сохраняется. RS ЗмееносцаЗвезда вспыхивает каждые 15-20 лет. Как и некоторые другие подобные звезды, RS Змееносца — двойная система из красного гиганта и белого карлика, расположенных на сравнительно малом расстоянии, примерно как Земля и Солнце.
Вспышки звезды связаны с накоплением вещества, которое более плотный карлик перетягивает от своего раздувшегося соседа. Когда масса этого вещества становится достаточной, в нем запускаются термоядерные процессы, быстро приводящие к взрыву и вспышке. Яркость RS Змееносца ненадолго возрастает в сотню тысяч раз по сравнению с Солнцем. Ударная волна от взрыва распространяется в окружающем систему облаке, сталкивается с его частицами и ускоряет их, отправляя в дальний полет на огромной скорости.
Некоторые из этих частиц в конечном итоге входят в земную атмосферу. Столкновения с её частицами порождают ливень кратковременных частиц, излучение которых можно наблюдать с помощью черенковских гамма-телескопов. H.E.S.S.Следили за последней вспышкой RS Змееносца, зафиксированной в августе 2021 года. Благодаря H.E.S.S. авторам удалось проанализировать вспышку с момента начала и в течение месяца после, когда поток высокоэнергетических частиц наконец уменьшился.
Эксперименты продемонстрировали, что энергия термоядерных взрывов в системе «Змееносец» преобразуется в энергию ускоренных частиц с высокой эффективностью, приближающейся к теоретическому максимуму. Ускоренная таким образом частица может обладать более 100 гигаэлектронвольт — в сотни тысяч раз больше, чем другие подобные системы. Энергия альфа-частиц, выброшенных ядерным взрывом, на тысячи порядков меньше.
Интересно, что наибольшая активность «энергичных» частиц у RS Змееносца наблюдалась на несколько дней позже пика менее мощных частиц. Возможно, вспышке требуется такой промежуток времени для того, чтобы ударная волна достигла максимальной силы.