Ученые объяснили природу космических лучей

Международной группе астрономов впервые удалось доказать участие остатков сверхновых в образовании космических лучей. Работа опубликована в журнале Science, ее препринт выложен в архиве Корнельского университета, а краткое содержание работы приводит сайт NASA.

Космические лучи представляют собой потоки зараженных элементарных частиц, в основном высокоэнергетических протонов и электронов. Место происхождения трудно установить, так как во время путешествия они сильно отклоняются из-за своего заряда.

Раннее ученые предположили, что происхождение космических лучей можно определить, наблюдая за гамма-излучением, которое они вызывают на месте своего образования. В отличие от самих космических лучей, вызванное ими гамма-излучение путешествует по прямой, поэтому можно увидеть его источник. Однако, гамма-кванты, возникающие при столкновении протонов космических лучей, трудно отличить от гамма-квантов из других источников.

Открытие удалось совершить при помощи космического гамма-телескопа Ферми. Ученые наблюдали за спектром энергий гамма-излучения, исходящего из остатков сверхновых IC 443 и W44. Характерный спад в области более низких энергий позволил установить, что эти гамма лучи образуются в результате распада нейтральных пионов на границе остатка сверхновой. Нейтральные пионы - это короткоживущие частицы, которые возникают именно при столкновении протонов космических лучей с протонами внутри остатка сверхновой.

По словам ученых, получить прямое доказательство участия сверхновых в образовании космических лучей удалось впервые. Впервые с гипотезой об их роли в ускорении космических частиц выступил известный итальяно-американский физик Энрико Ферми.