Ново изследване открива, че центърът на Млечния път представлява мощен ускорител на частици. Съществува обаче и един все още неизвестен механизъм, който пречи на космическите лъчи да пробият обширния облак, наречен централна молекулярна зона.

Откритието би могло да хвърли повече светлина върху произхода на космическите лъчи – частици от типа на протони и атомни ядра, които се движат постоянно из космическото пространство почти със скоростта на светлината.

Галактическият център е една наистина мистериозна зона. Имаме известна представа какво се крие в нея, но тя е толкова дебела и прашна, че не можем да я изучим в различните дължини на вълната – от мекото рентгеново лъчение до видимата светлина. Т.е. определени неща остават скрити за нас.

Астрономите смятат, че галактическият център е важен източник на космически лъчи. Съществуват протони и ядра, лишени от своите електрони и ускорени от мощни магнитни полета до релативистични скорости. В галактическия център има редица обекти, които биха могли да изпълняват ролята на ускорител на частици – останки от свръхнова, плериони и Sagittarius A* - свръхмасивната черна дупка в сърцето на Млечния път.

Според нашите астрономически наблюдения и модели разпределението на космическите лъчи из Млечния път би трябвало да е гладко и сравнително стабилно. Космическите лъчи се появяват вследствие на ускорителите и се разпространяват из галактическото магнитно поле – тук те вероятно забавят своята скорост, след което отново се забързват в резултат на т.нар. море от космически лъчи.

За да изучим ускорението и транспортирането на частиците, ни е необходим свеж източник на космически лъчи. За щастие, космическите лъчи са изключително енергични. Това означава, че можем да ги засечем в галактическия център, тъй като местния енергиен обхват произвежда светлина в ограничен диапазон на дължината на вълната, който успява да пробие през прахта.

Космическите лъчи могат да си взаимодействат с междузвездната среда – т.е. с газта и прахта, които съществуват в пространството между звездите. Това взаимодействие пък може да образува високо енергийни гама лъчи (с около 10 процента от енергията на космическите лъчи, които са ги „заченали“).

С надеждата да открие тези източници на свежи космически лъчи, екип от астрономи, ръководен от Ксиаоюан Хуанг от Китайската академия на науките, проучва гама лъчението в централния молекулярен облак на Млечния път с помощта на данни от Fermi Large Area Telescope.

Те откриват гама лъчи, които подсказват (съвсем очаквано), че галактическият център всъщност е високо енергиен ускорител на частици. Или поне нещо в този регион изпълнява въпросната функция. Астрономите обаче се натъкват и на нещо наистина изненадващо.

Според изчисленията на екипа плътността на космическите лъчи в централния молекулярен облак е по-малка от тази на лъчите в морето от космически лъчи. Това означава, че съществува своеобразна бариера, която пречи на космическите лъчи да проникват през централния молекулярен облак. От какво точно се състои тази бариера? Учените тепърва се надяват да разберат.

Молекулярните облаци са изключително комплексни места. Рухването на по-плътните части на облака може да доведе до компресирането на магнитните полета, което от своя страна да изпълнява функцията на потенциална бариера. Другото обяснение е, че магнитохидродинамичната турбуленция възпира космическите лъчи.

Космическите лъчи в нашата собствена Слънчева система се модулират от слънчевия вятър. Възможно е галактическият вятър в галактическия център да има сходна роля. Когато астрономите изчисляват плътността на космическите лъчи при наличието на галактически вятър, резултатът се оказва сходен с техния анализ на данните на гама лъченията.

Ще бъдат необходими още проучвания, които да хвърлят повече светлина върху механизмите, предизвикващи този феномен.

Изследването е публикувано в Nature Communications.

Източник: Science Alert