О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Победобесие
Читайте нас:

статья Суперускорительный южный танец

Максим Борисов, 25.06.2005
Реклама

Обнаружен мощный естественный ускоритель частиц

Бинарная система  PSR B-1259-63 / SS 2883. Изображение HESS с сайта Universe Today. Под картинкой находится ссылка на изображение с большим разрешением с сайта www.universetoday.com Астрономы обнаружили двойную звездную систему, состоящую из голубого гиганта и пульсара (нейтронной звезды), которые в паре работают как мощнейший естественный ускоритель частиц, превращая обычные фотоны в фотоны сверхвысоких энергий (через обратное комптоновское рассеивание на ультрарелятивистских электронах и позитронах, одновременно тормозящее, "охлаждающее" последние).

Бинарная система PSR B-1259-63 / SS 2883 расположена от нас на расстоянии порядка 5 тысяч световых лет в направлении на созвездие южного полушария Южный Крест. Этот "дуэт" состоит из пульсара PSR B-1259 и более массивного голубого гиганта SS 2883, обращающихся вокруг общего центра масс с периодом в 3,4 года. Их орбиты настолько эксцентричны (вытянуты), что они то сближаются до 100 миллионов километров при самом близком проходе, то отдаляются на расстояние, примерно в десять раз большее. В периоды сближения сигналы от пульсара значительно приглушаются, поскольку в этот момент его затмевает массивный голубой компаньон (наклон орбиты этой системы по отношению к земным наблюдателям позволяет дважды за один проход регистрировать совмещение диска голубого гиганта и пульсара).

Пульсар был первоначально обнаружен в 1992 году группой астрономов, использующих австралийский радиотелескоп Parkes. Магнитная струя этого пульсара "прохаживается" по Земле 20 раз в секунду (иначе говоря, землянам "посчастливилось" попасть в диаграмму направленности "прожекторного" излучения этого пульсара и наблюдать импульсы, повторяющиеся с периодом, равным периоду вращения соответствующей нейтронной звезды). Кроме радиоимпульсов от него передается и рентгеновское излучение различных энергетических уровней. Это рентгеновское излучение, как теперь считают, рождается в результате взаимодействия магнитного поля пульсара с газами, вырванными из соседа - голубого гиганта.

Объект SS 2883 в 1992 году был идентифицирован в качестве компаньона пульсара. Эта звезда в десять раз превосходит по массе наше Солнце, на ней царят более высокие температуры и все топливо, годное для поддержания термоядерных реакций, там сгорит гораздо быстрее, чем у нашего родного "желтого карлика". SS 2883 очень быстро вращается, что время от времени приводит к "срыванию" звездного материала с его экваториальной области.

С помощью 12,5-метровой Высокоэнергетической стереоскопической системы HESS (High Energy Stereoscopic System), построенной с помощью международного сотрудничества в высокогорной части Намибии (Юго-Западная Африка), во время безлунных ночей в феврале-апреле 2004 года удалось сделать запись "танца" этой пары звезд и засечь время, в ходе которого пульсар сближался со своим компаньоном и удалялся от него. В результате анализа данных удалось отыскать корреляцию между интенсивностью радиоволн от пульсара (а для интерпретации типичного излучения пульсаров используется синхротронный механизм - магнитотормозное излучение электронов, движущихся с релятивистскими скоростями) и гамма-излучением сверхвысоких энергий (свыше 1 ТэВ - одного тераэлектронвольта или триллиона - 1012 эВ), прибывающим из этой области неба.

Феликс Агаронян (Felix Aharonian) из германского Института ядерной физики имени Макса Планка (Max-Planck-Institut für Kernphysik), расположенного в городе Гейдельберг, считает, что эта бинарная система представляет собой интересный пример чрезвычайно сложной магнитогидродинамической системы, не только продуцирующей потоки ультрарелятивистских ветров пульсара, но и способной "накачивать энергией" частицы (то есть фотоны, в обилии присутствующие там благодаря наличию "оптического компонента") релятивистскими ударными волнами. Понять ее работу можно путем изучения спектральных и временных характеристик доходящих до нас высокоэнергетических гамма-лучей (и как раз на этом этапе может очень пригодиться вступившая сравнительно недавно в строй установка IACTS - Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes - Система из пяти телескопов, отображающих атмосферное черенковское излучение - то есть вторичное излучение, производимое высокоэнергетичными частицами, взаимодействующими с земной атмосферой). Во многих отношениях бинарную систему PSR B1259-63 можно считать уникальной лабораторией для исследования физики ветров пульсара.

В общем потоке космических частиц высоких энергий гамма-излучение занимает особое место. Дело в том, что траектории заряженных частиц космических лучей в ходе их путешествия к Земле преломляются под воздействием галактических и межгалактических магнитных полей, "забывая" таким образом свое изначальное направление, а гамма-лучи как незаряженные частицы не испытывают воздействия магнитных полей и к Земле следуют прямым путем, сохраняя таким образом важнейшую информацию о породивших их источниках. Проверяя, прибывает ли данная порция излучения с одного-единственного направления или со всех направлений разом, можно отличить, чем она порождается - заряженными космическими частицами или гамма-лучами.

Наблюдения в области гамма-излучения сверхвысоких энергий посредством наземных установок проводятся начиная с 60-х годов прошлого века. А на протяжении последнего десятка лет были основаны сразу несколько наземных обсерваторий, перед которыми ставилась задача по обнаружению гамма-излучения из самого верхнего энергетического диапазона. Принцип действия у всех подобных установок один и тот же - регистрируется то вторичное излучение, что возникает при взаимодействии высокоэнергетических (и обладающих высокой проникающей способностью) гамма-квантов с земной атмосферой (то есть в качестве "рабочего вещества" используется окружающий нас воздушный океан). Речь идет о так называемом черенковском излучении (излучение Черенкова - Вавилова, эффект открыт в 1934 году советскими учеными). Источником этих скоротечных (продолжительностью в миллиардные доли секунды) слабых голубоватых вспышек являются частицы, движущиеся в земной атмосфере со скоростями, превышающими скорость света в воздухе (которая немного ниже, чем скорость света в вакууме). Этот эффект чем-то напоминает сверхзвуковой удар, который возникает, если самолет летит со сверхзвуковой скоростью.

Источник:
Natural Particle Accelerator Discovered - Universe Today

Максим Борисов, 25.06.2005


новость Новости по теме
Фото и Видео

Реклама



Выбор читателей