Црне рупе могу послати тројицу честица високе енергије на Земљу

Научници су у понедељак поделили нову теорију о једној од највећих мистерија универзума, нудећи једноставан одговор на космичко питање: Који је извор космичких зрака ултра-високих енергија, неутрина високе енергије и гама зрака који путују милионе светлосних година доћи до Земље?

Физичари су деценијама покушавали да реше космичку мистерију како ове три врсте честица - које производе милионе пута више енергије него што бисмо икада могли произвести - стижу на нашу планету.

Прошле године, научници који су користили Аргентинску опсерваторију Пиерре Аугер закључили су да ове космичке греде не долазе из наше галаксије, али нису предложиле никакве конкретне идеје о томе одакле потичу.

То се сада све мења. У новинама објављеним у понедељак Натуре Пхисицс, пар физичара предлаже да су супермасивни црни млазови - материја која је избачена из црне рупе близу брзине светлости - родила све три ове екстремне честице:

• Космичке зраке високе енергије

• ПеВ неутринос
• Изотропне суб-ТеВ гама-зраке

Изванредна случајност

Кохта Мурасе, доцент физике, астрономије и астрофизике на Пенн Стате Универзитету и Ке Фанг истраживач са Универзитета у Мариланду, сурађивали су на развоју овог новог модела, који почива на изванредној коинциденцији да све те високоенергетске космичке честице имају упоредиву енергију стопе производње.

„Наш модел показује начин да схватимо зашто ове три врсте честица космичких гласника имају изненађујуће сличну количину улазне енергије у свемир, упркос чињеници да их посматрају свемирски и земаљски детектори преко десет реда величине. енергије појединачних честица ”, каже Мурасе у изјави. Слични интензитети трију честица навели су Мурасе и Фанг да се запитају да ли постоји физички однос међу њима.

"Нови модел сугерише да се веома високоенергетски неутрини и високо-енергетски гама зраке природно производе путем судара честица као честица космичких зрака и тако могу наслиједити успоредиви енергетски прорачун њихових родитељских честица", каже Мурасе. "То показује да слична енергија три космичка гласника не може бити пука случајност."

Борн оф Блацк Холе Јетс

У ствари, не само да Мурасе и Фанг тврде да то није случајност, они кажу да ове честице имају заједничко порекло: млазнице црне рупе.

"У нашем моделу, космичке зраке убрзане снажним млазовима активних галактичких језгара бјеже кроз радио лобове који се често налазе на крају млазова", каже први аутор Фанг. Како зраци напуштају млаз, Мурасе и Фанг пишу, судари Мурасе описују стварање веома енергичних неутрина и високо-енергетских гама зрака.

Ово истраживање је само један мали корак ка бољем разумијевању такозване "мулти-гласничке" емисије из црних рупа (безброј сигнала произведених у космичким догађајима), али Мурасе и Фанг се надају да могу бацити ново свјетло на поријекло - и судбина - космичког зрачења осветљавајући однос између ове три честице.

Апстрактан: Порекло космичких зрака (УХЕЦР) од ултра-енергије је полустолетна енигма. Мистерија је продубљена интригантном коинциденцијом: више од десет реда величине енергије, брзине производње енергије УХЕЦР, ПеВ неутрина и изотропних суб-ТеВ гама зрачења су упоредиве, што указује на велику јединствену слику. Овде наводимо да моћни млазови црне рупе у агрегатима галаксија могу да обезбеде заједничко порекло свих ових феномена. Једном убрзани млазом, нискоенергетске космичке зраке затворене у радијском режњу су адиабатски хлађене; космичке зраке више енергије, које напуштају извор, ступају у интеракцију са магнетизованим окружењем кластера и производе неутрине и γ-зраке; честице највише енергије бјеже из скупа домаћина и доприносе проматраним космичким зракама изнад 100 ПеВ. Модел је конзистентан са спектром, композицијом и изотропијом посматраних УХЕЦР, и такође објашњава ИцеЦубе неутрине и не-блазар компоненту Фермијевог γ-зрачења, претпостављајући разумну енергију из млазница црне рупе у кластерима.