Спутанные особым образом линии магнитного поля могут лежать в основе самых мощных ускорителей частиц во Вселенной. Таковы результаты нового исследования сотрудников Национальной ускорительной лаборатории SLAC, которые провели симуляцию излучений частиц в далеких галактиках. Об их работе рассказывает Stanford News.
В центре этих активных галактик находятся сверхмассивные черные дыры, которые излучают струи плазмы на расстояние в миллионы световых лет. Этот процесс — источник космических лучей с энергией в десятки миллионов раз выше, чем у самых мощных ускорителей частиц, созданных человеком.
«Механизм, создающий эти экстремальные энергии частиц, пока неизвестен, — говорит Фредерико Фиуза, старший научный сотрудник проекта. — Но на основе наших моделей мы можем предложить теорию, которая потенциально объяснит работу этого космического ускорителя частиц».
Ученые давно предполагали, что основной движущей силой космических лучей плазмы может быть магнитная энергия, испускаемая, когда линии магнитного поля в плазме ломаются и воссоединяются по-новому — в процессе так называемого магнитного перезамыкания. Однако новое исследование указывает на другой процесс, связанный с разрушением спиралевидного магнитного поля, которое генерирует сверхмассивная черная дыра.
Проведенные физиками симуляции показали, что когда такое магнитное поле существенно искажается, его линии спутываются, и внутри струи образуется значительное электрическое поле. Совокупность магнитных и электрических полей способна ускорить электроны и протоны. И пока высокоэнергетические электроны испускают свою энергию в виде рентгеновских и гамма-лучей, протоны достигают атмосферы Земли в виде космического излучения.
Теперь ученые хотят подтвердить свои выводы реальными наблюдениями, а также провести лабораторные исследования, чтобы определить, может ли тот же процесс вызывать нарушения и ускорения частиц в термоядерной плазме.
По мнению британского космолога Мартина Риса, неосторожные эксперименты с Большим адронным коллайдером могут уничтожить всю планету и даже Вселенную. Вероятность такого исхода мала, но она не нулевая, предупреждает он.
