Частицы ультравысоких энергий происходят не из нашей Галактики

Отмечается, что с одних направлений они прибывают заметно чаще, чем со всех остальных, то есть источники таких частиц имеют чёткую локализацию и при этом лежат очень далеко от Млечного Пути.

Международная группа исследователей, работающая с результатами регистрации частиц ультравысоких энергий в Обсерватории имени Пьера Оже (Аргентина), установила, что они приходят к Земле с дистанции в сотни миллионов световых лет. Это означает, что существовавшая ранее гипотеза о том, что эти частицы происходят из центра нашей Галактики, не отвечает действительности. Соответствующая статья опубликована в журнале Science.

Авторы новой работы обобщили результаты наблюдений обсерватории за 2004–2016 годы. Они анализировали частоту и распределение в пространстве частиц ультравысоких энергий, достигающих нескольких квинтиллионов электронвольт. Как правило, это ядра водорода и гелия, имеющие энергии, которые на сегодня не могут сообщить сходным частицам даже лучшие земные ускорители. Например, одно ядро атома может иметь энергию, равную одному джоулю, то есть заметную на макроскопическом уровне. Происхождение таких частиц сейчас — загадка.

Согласно проанализированным в этот раз наблюдениям, такие частицы приходят с одних и тех же направлений. Изучив, как они должны взаимодействовать с магнитным полем Млечного Пути, учёные смогли выяснить общую длину траектории, которую преодолевают такие частицы. В среднем она оказалась равна 100 мегапарсекам, или 326 миллионам световых лет. Поэтому более ранние гипотезы об их происхождении из ядра Млечного Пути не соответствуют данным наблюдений.

На следующем этапе авторы планируют разобраться, насколько по-разному магнитное поле Млечного Пути отклоняет ядра атомов водорода и гелия с такими энергиями. Их массы различны, поэтому при одинаковой энергии магнитное поле будет отклонять их в разной степени. Сопоставляя эти отклонения, можно будет установить точку, откуда пришли к нам такие частицы. На данный момент предполагается, что они могут рождаться в окрестностях активно пожирающих материю сверхмассивных чёрных дыр, но чтобы подтвердить или опровергнуть эту точку зрения, нужно найти конкретное направление (или направления), с которого они попадают на Землю.