dumaiГамма-излучение намекает на ускоритель частиц возле двойной звезды
Наблюдательное исследование · умеренные доказательства
Кратко
Систему GRS 1915+105 изучили по данным двух обсерваторий, собранным за 4 и 17 лет. Излучение оказалось растянутым и смещённым от двойной звезды; моделирование предполагает, что струи передают протонам не менее нескольких процентов своей энергии и разгоняют их выше 5 ПэВ.
Зачем это знать?
Космические ускорители такого типа помогают понять, откуда в нашей Галактике берутся частицы самых высоких энергий. Смещение излучения подсказывает, что разогнанные частицы взаимодействуют с плотным веществом вокруг системы.
Разбор
Учёные свели вместе наблюдения двух космических инструментов: Fermi LAT, который хорошо видит гамма-лучи в диапазоне от гигаэлектронвольт, и LHAASO, чувствительный к гораздо более энергичным фотонам. Для LHAASO отдельно использовали два детектора — WCDA и KM2A. Такой совместный разбор помогает проследить не только сам факт излучения, но и то, как его спектр меняется от сравнительно низких до экстремально высоких энергий.
Особенно важен неравномерный профиль излучения. Его максимум оказался не там, где расположена двойная звезда и выходят струи вещества. Это трудно объяснить излучением прямо у источника: скорее всего, ускоренные частицы успевают удалиться и сталкиваются с плотным газом вокруг системы. При таких столкновениях рождаются гамма-фотоны, поэтому наблюдаемое смещение становится подсказкой о месте взаимодействия частиц с окружающей средой.
Спектр постепенно изгибается и становится круче, но резкого обрыва в нём не видно. Авторы описали такую форму специальной плавной кривой — логарифмической параболой. Вместе с продолжением одного и того же степенного закона до диапазона гигаэлектронвольт это лучше согласуется со сценарием, в котором гамма-излучение создают космические лучи, а не только процессы непосредственно внутри струй. Раньше микроквазары считали возможными ускорителями, но для уверенного вывода нужно было одновременно увидеть протяжённое смещённое излучение и согласовать данные разных энергетических диапазонов.
Ключевые цифры
Можно ли доверять
Это исследование опубликовано в рецензируемом журнале ApJL и основано на многолетних наблюдениях двух независимых гамма-обсерваторий, что делает результат достаточно убедительным. Но вывод о передаче энергии протонам и их максимальной энергии получен из моделирования: напрямую такие частицы не наблюдали, поэтому детали механизма остаются зависимыми от выбранной модели.
- Максимальная энергия и доля энергии, переданной протонам, получены из спектрального моделирования, а не измерены напрямую.
- Связь гамма-излучения именно с ускоренными космическими лучами поддерживается особенностями данных, но остаётся интерпретацией модели.
- Результат относится к одному микроквазару и не доказывает, что все такие системы являются столь же эффективными ускорителями.
Пересказано ИИ по научной статье. Это научпоп, а не совет врача. Как это устроено