Нове дослідження показало, що центр Чумацького Шляху – це потужний прискорювач частинок. Але є також якийсь невідомий механізм, що блокує проникнення космічних променів у величезну хмару, яка називається центральною молекулярною зоною.
Галактичний центр – це зона таємниць. У вчених є непогане уявлення про те, що там усередині, але вона настільки вкрита пилом, що ми не можемо вивчати її в діапазоні довжин хвиль від м’яких рентгенівських променів до видимого світла. Це наклало деякі обмеження на те, що можна бачити. а що ні.
Астрономи очікують, що центр Галактики є важливим джерелом космічних променів. Це протони та ядра, позбавлені електронів та прискорені до релятивістських швидкостей потужними магнітними полями. У центрі Галактики є ряд об’єктів, які можуть діяти як прискорювачі космічних променів: залишки наднових, туманності пульсарного вітру та надмасивна діра в серці Чумацького Шляху, Стрілець A*.
Згідно з даними спостережень і моделювання, розподіл космічних променів по Чумацькому Шляху має бути плавним і більш менш стійким. Космічні промені виходять із прискорювачів і поширюються в галактичному магнітному полі, де вони, ймовірно, уповільнюються і повторно прискорюються, що призводить до того, що астрономи називають морем космічних променів.
На щастя, космічні промені дуже енергійні. Це означає, що ми можемо виявити їх у центрі Галактики, тому що цей енергетичний діапазон виробляє світло в обмеженому діапазоні довжин хвиль, який проникає у пил.
Космічні промені можуть взаємодіяти з міжзоряним середовищем – газом та пилом, які наповнюють простір між зірками, – і ця взаємодія, у свою чергу, породжує високоенергетичні гамма-фотони, що становлять близько 10 відсотків енергії їх вихідних космічних променів.
Під керівництвом астронома Сяоюань Хуана з Китайської академії наук група дослідників вивчала гамма-випромінювання в центральній молекулярній хмарі Чумацького Шляху, використовуючи дані телескопа Fermi Large Area Telescope, сподіваючись знайти ці джерела нових космічних променів.
Вони виявили гамма-промені, які, як і очікувалося, вказували на те, що центр Галактики – це прискорювач часток високої енергії – або, принаймні, щось подібне. Але вони також знайшли дещо дійсно дивовижне.
Згідно з розрахунками команди, щільність космічних променів у центральній молекулярній хмарі нижча за щільність моря космічних променів. Це говорить про наявність якогось бар’єру, що не дозволяє космічним променям проникати в центральну молекулярну хмару.
Із чого складається такий бар’єр? Це і має стати предметом майбутніх досліджень.
Молекулярні хмари – складні місця. Колапс більш щільних частин хмари може спричинити стиснення магнітних полів; це могло бути перешкодою. Це також може бути магнітогідродинамічна турбулентність.
Тут, у Сонячній системі, космічні промені модулюються сонячним вітром. Можливо, що у центрі Галактики галактичний вітер виконує аналогічну роль.
Подальша робота з детальнішого вивчення цього явища може допомогти виявити деякі механізми, які можуть його викликати.
Крім того, більш детальне тривимірне моделювання центру Галактики може допомогти пролити більше світла на походження та перенесення космічних променів у Чумацькому Шляху, кажуть дослідники.
Справді, завжди є ще щось.
Дослідження опубліковано у Nature Communications.
Читайте також: