Jeturile cu jeturi negre ar putea fi trimițătoare de particule de energie înaltă pe Pământ

$config[ads_kvadrat] not found

The Great Gildersleeve: Leroy's Paper Route / Marjorie's Girlfriend Visits / Hiccups

The Great Gildersleeve: Leroy's Paper Route / Marjorie's Girlfriend Visits / Hiccups

Cuprins:

Anonim

Oamenii de știință au împărtășit o nouă teorie despre una dintre cele mai mari mistere ale universului, oferind un răspuns simplu la o întrebare cosmică: Care este sursa de raze cosmice ultra-înalte de energie, neutrini de mare energie și raze gamma care călătoresc milioane de ani ajunge pe Pământ?

Timp de decenii, fizicienii au încercat să rezolve misterul cosmic despre modul în care aceste trei tipuri de particule - care produc milioane de ori mai multă energie decât am putea produce vreodată pe Pământ - ajung la planeta noastră.

Anul trecut, oamenii de stiinta care folosesc Observatorul Pierre Auger din Argentina au ajuns la concluzia ca aceste grinzi cosmice nu provin din galaxia noastra, dar nu au sugerat niciun fel de idei specifice despre originea lor.

Asta se poate schimba acum. Într-o lucrare publicată luni în jurnal Fizica naturii, o pereche de fizicieni propun ca jeturile supermassive cu gaura neagra - materia care este evacuata dintr-o gaura neagra aproape de viteza luminii - au dat nastere celor trei particule extreme:

  • Razele cosmice de înaltă energie
  • Neutrinii PeV
  • Izotropice sub-TeV gamma-rays

O coincidență remarcabilă

Kohta Murase, profesor asistent de fizică, astronomie și astrofizică la Universitatea de Stat din Penn, și cercetătorul postdoctorat al Universității din Maryland, Ke Fang, a colaborat la dezvoltarea acestui nou model, care se bazează pe coincidența remarcabilă a faptului că aceste particule cosmice de mare energie au energie comparabilă generație.

"Modelul nostru prezintă o modalitate de a înțelege de ce aceste trei tipuri de particule de mesager cosmic au o sursă de putere surprinzător de similară în univers, în ciuda faptului că acestea sunt observate de către detectoare pe bază de spațiu și sol la peste zece ordine de mărime energia individuală a particulelor ", a spus Murase într-o declarație. Intensitățile similare ale celor trei particule au determinat-o pe Murase și Fang să se întrebe dacă există o relație fizică între ele.

"Noul model sugerează că neutrinii cu energie foarte mare și razele gamma de mare putere sunt produse în mod natural prin coliziuni de particule ca particule fiice ale razelor cosmice și astfel pot moșteni bugetul de energie comparabil al particulelor părinte", a spus Murase. "Aceasta demonstrează că energia similară a celor trei mesageri cosmici nu poate fi o simplă coincidență".

Născuți din Jeturile Holelor Negre

De fapt, nu numai Murase și Fang susțin că nu este o coincidență, spun că toate aceste particule au o origine comună: jeturile cu găuri negre.

"În modelul nostru, razele cosmice accelerate de jeturi puternice de nuclee galactice active scapă prin lobii radio care se găsesc adesea la capătul jeturilor", spune primul autor Fang. Pe măsură ce razele părăsesc jetul, scriu Murase și Fang, ciocnirile de particule pe care le-a descris Murase produc neutrinii cu energie foarte mare și razele gamma de mare putere.

Această cercetare este doar un mic pas către o mai bună înțelegere a așa-numitei emisiuni "multi-mesager" din găurile negre (nenumăratele semnale produse în evenimente cosmice), dar Murase și Fang speră că pot arunca lumină nouă asupra originii - și soarta - radiației cosmice prin iluminarea relației dintre aceste trei particule.

Abstract: Originea razelor cosmice ultrahigh-energetice (UHECR) este o enigmă veche de jumătate de secol. Misterul a fost adâncit de o coincidență intrigantă: peste zece ordine de mărime a energiei, ratele de generare a energiei UHECR, neutrinii PeV și razele sub-TeV izotropice sunt comparabile, ceea ce indică o imagine mare unificată. Aici raportăm că jeturile puternice ale găurilor negre din agregatele de galaxii pot furniza originea comună pentru toate aceste fenomene. Odată accelerată de un jet, razele cosmice cu energie redusă, limitate în lobul radio, sunt răcite adiabatic; razele cosmice de intensitate superioară care părăsesc sursa interacționează cu mediul de grupuri magnetizate și produc neutrinii și razele γ; cele mai mari particule de energie scapă din grupul gazdă și contribuie la razele cosmice observate de peste 100 PeV. Modelul este în concordanță cu spectrul, compoziția și izotropia UHECR-urilor observate și, de asemenea, explică neutrinii IceCube și componenta non-blazar a fundalului cu raze Fermi, presupunând o ieșire rezonabilă de energie din jeturile cu gaură neagră în clustere.

$config[ads_kvadrat] not found