В созвездии Лебедя обнаружены свежеускоренные космические лучи

Новые данные позволили связать космические лучи с «фабриками», в которых рождаются звезды.

Космические лучи были обнаружены около века назад и порядком озадачили астрономов. Откуда они берутся, толком неизвестно. Специалисты подозревают, что протоны и атомные ядра разгоняются до высоких скоростей в результате взрывов сверхновых (а они, в свою очередь, чаще всего случаются в плотных облаках пыли и газа, где рождаются и умирают звёзды массой в 10–50 солнечных). На эти области и обратили внимание Изабель Гренье из Парижского университета Дидро (Франция) и её коллеги.

Зарево гамма-излучения в скоплении Лебедя X, изобличающее рой космических лучей. (Изображение NASA / DOE / Fermi LAT / I. Grenier / L. Tibaldo.)

В 2006 году астрономы обнаружили небольшой избыток космических лучей, исходящих со стороны Лебедя Х — туманности в созвездии Лебедя, где идёт процесс звездообразования. Это не значит, что именно Лебедь Х является источником космических лучей, поскольку магнитные силовые поля искривляют путь космических лучей через галактику.

Поэтому, вместо того чтобы охотиться на космические лучи напрямую, исследователи обратились к гамма-излучению. Оно представляет собой высокоэнергетические фотоны, возникающие при взаимодействии космических лучей с веществом или светом. Магнитное поле их не отклоняет.

Учёные развернули космический гамма-телескоп «Ферми» в направлении Лебедя X. Ветры массивных звёзд этой туманности оформили её в виде красивых пересекающихся полостей. Этот «суперпузырь» имеет более 100 световых лет в поперечнике.

Изображения, полученные телескопом, выявили яркий (светящийся гамма-излучением) регион, очертания которого напоминают утку. «Гадкий утёнок внутри лебедя», — отмечает г-жа Гренье. Спектр гамма-излучения намекает на то, что в этом регионе космические лучи обладают большой энергией и только что получили ускорение. Иными словами, они находятся поблизости от своего источника.

По идее, протоны и атомные ядра могут ускоряться до столь высоких энергий ударными волнами. Внутри Лебедя X такие ударные волны могут создавать и сверхновые, и сталкивающиеся ветры массивных звёзд.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.