Физик Гленнис Фаррар из Нью-Йоркского университета предложила новую теорию о том, как появляются ультравысокоэнергетичные космические лучи — частицы, энергия которых более чем в миллион раз превышает возможности земных ускорителей. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters (PRL).
Согласно теории Фаррар, ультравысокоэнергетичные космические лучи образуются в результате слияния двойных нейтронных звезд, еще до окончательного формирования черной дыры. В этот момент мощные магнитные поля, возникающие в турбулентных потоках вещества, разгоняют частицы до невероятно высоких энергий. Этот процесс сопровождается гравитационными волнами — рябью в пространстве-времени, создаваемой массивными объектами.
“Этот новый взгляд на природу ультравысокоэнергетичных лучей предоставляет ученым уникальные возможности для изучения самых экстремальных процессов во Вселенной — слияний нейтронных звезд. Эти слияния приводят к образованию черных дыр и отвечают за формирование редких элементов, таких как золото, платина, уран и ксенон”, — подчеркнула Фаррар.
Теория предсказывает два важных вывода, которые можно проверить в будущих исследованиях. Во-первых, самые высокоэнергетичные лучи происходят от редких элементов, таких как ксенон и теллур. Это предположение можно будет подтвердить, основываясь на данных наблюдений. Во-вторых, столкновения высокоэнергетичных лучей должны сопровождаться гравитационными волнами, которые возникают в результате слияния нейтронных звезд.
Таким образом, если последующие эксперименты подтвердят эти предсказания, загадка ультравысокоэнергетичных лучей, остававшаяся неразгаданной более 60 лет, будет окончательно раскрыта.
Ранее ученые определили форму Вселенной.