Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Космические лучи ультравысоких энергий списали на ветер от черных дыр
Изредка ученые регистрируют частицы космических лучей с почти световой скоростью и огромной энергией, которая во много миллионов раз больше достижимой на Большом адронном коллайдере. Теперь группа европейских исследователей полагает, что нашла как минимум один из их источников.
В 1991 году в штате Юта зарегистрировали падение частицы с энергией в 320 квинтиллионов электронвольт. Это примерно как у теннисного мячика, отправленного рукой спортсмена-профессионала, с той только разницей, что частица была субатомной. Микроскопические объекты почти никогда не имеют энергии макроскопических, а эта конкретная была настолько энергичной, что ее скорость движения оценили в 0,9999999999999999999999951 скорости света. Неудивительно, что ее назвали «О мой Бог!».
Еще одна очень существенна проблема таких частиц — а точнее, физиков, которые пытаются их понять — это предел Грайзена — Зацепина — Кузьмина. Пока частица летит через Вселенную, она должна рассеиваться на фотонах реликтового излучения, то есть терять энергию при взаимодействии с ними (попутно образуя пионы). В среднем за 163 миллиона световых лет любой протон с энергией выше 50 квинтиллионов электронвольт должен потерять свою энергию и опуститься ниже этого порога. Следовательно, частицы типа «О мой Бог!» не могут прилетать к нам с удалений больше, чем несколько сот миллионов световых лет. Мощные астрофизические события на такой дистанции неплохо наблюдаются астрономами, но в местах, откуда прилетают подобные частицы, никакой особой активности не видно.
Совсем интригующая ситуация — не с протонами, а с ядрами атомов потяжелее, например, железа. В 2021 году одна такая была зарегистрирована (и тоже с энергиями в сотни квинтиллионов электронвольт). Для нее дистанция гашения должна быть от силы 16,3 миллиона световых лет, что очень близко от нас и уж точно неплохо наблюдаемо внегалактической астрономией. Но с той стороны, откуда пришла эта «частица Аматэрасу» не нашли вообще ни одного астрономического объекта, который мог бы быть кандидатом в источники подобных частиц. Более того: она пришла из так называемого Местного войда, огромной межгалактической пустыни, где, с точки зрения наблюдательной астрономии, не то что активных объектов, но и галактик много меньше, чем в остальных частях Вселенной.
За последние десятки лет астрофизики создали немало гипотез, пытающихся объяснить, какие природные «суперускорители» могли бы придавать ядру атома невероятную для него энергию падающего кирпича. Основных групп кандидатов три: сверхмассивные черные дыры, пожирающие вещество (часть вещества при этом отбрасывается в сторону на скорости), такие же дыры, но извергающие околосветовые шнуры плазмы от полюсов, а также события приливного разрушения, например, звезд (тоже от взаимодействия с черной дырой). Все подходы имеют сходные проблемы: такие события на расстояниях до десятков миллионов световых лет должны неплохо наблюдаться в видимом и ином диапазоне. А они не наблюдаются никак, за исключением прилета оттуда одиночных частиц.
Теперь группа европейских астрофизиков предложила новый подход к решению проблемы. В статье, опубликованной в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, они рассмотрели так называемые ультрабыстрые потоки материи из окрестностей сверхмассивных черных дыр, активно поглощающих материю. Ученые попробовали рассчитать, какие именно энергии могут получить частицы в таких потоках, также известных как «ветра от черных дыр».
Авторы использовали моделирование с помощью инструмента 3D CRPropa и прогнали через него данные по 86 известных случаях ветров от черных дыр. Оказалось, что ядра атомов железа в подобных ветрах могут быть разогнаны до ста квинтиллионов электронвольт. Но их поток при этом существенно ослабляется за счет фотоядерных реакций такого ядра с фотонами, летящими во все стороны от активно питающихся сверхмассивных черных дыр. Это связано с разогревом падающей в ЧД материи в аккреционном диске. Разогрев так силен, что диск активно излучает вплоть до рентгеновского диапазона.
Тем не менее, существует ряд ситуаций, когда даже настолько энергичные частицы могут покинуть окрестности черных дыр без чрезмерного ослабления от взаимодействия с фотонами. Исследователи обнаружили, что когда в активности сверхмассивной ЧД, поглощающей материю, случаются временные затишья, скорость падения материи в нее падает, как и характерные скорости в аккреционных дисках, откуда это падение происходит. В итоге падает и температура, и светимость таких дисков. От этого фотонов они излучают много меньше, и некоторые частицы с энергиями до десятков квинтиллионов электронвольт все же могут покинуть зону сверхмассивной ЧД вместе с ее ветром.
Хотя предложенный подход способен закрыть вопрос с большинством космических лучей ультравысоких энергий, он все же не покрывает диапазон более ста квинтиллионов электронвольт, в котором надежно зарегистрированы уже три частицы. Кроме того, даже временно притихшая активная сверхмассивная черная дыра на расстояниях до 16,3 миллиона световых лет должна быть видна — а у частицы Аматэрасу так и не удалось найти никакого источника. Это означает, что поиски ответа на вопрос об их природе продолжаются.
Telegram 
Дзен 
VK Чемоданы оказались настоящими рассадниками микробов. Как выяснилось, на отдельных частях дорожных сумок может обитать в 58 раз больше бактерий, чем на сиденьях унитазов в общественном туалете.
По мнению ученых, наблюдаемые в атмосфере спутника Сатурна Титана сложные органические молекулы могут соединяться в подобия внутриклеточных органелл — везикул. Более того, в дальнейшем эти структуры способны становиться еще более сложными и образовывать не что иное, как протоклетки.
В условиях отсутствия связи (шахты, горы, тайга) критически важна надежная передача данных. Ученые Пермского Политеха разработали цифровую радиостанцию, устойчивую к помехам и физическим препятствиям, включая бетонные стены. Устройство передает данные в двух сетях MANET одновременно, обеспечивая скорость до 300 кбит/с (низкоскоростной канал) и 54 Мбит/с (высокоскоростной). Рация работает как ретранслятор и узел сети, что делает ее незаменимой для спасателей, промышленности и туристов. Ключевые преимущества разработки: помехоустойчивость, дальность связи до 30 километров и работа при -25°C до +55 градусов Цельсия.
Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.
Международная команда ученых оценила связь между длительностью физической активности, ее интенсивностью, риском смерти от всех причин и вероятностью развития сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.
В Институте искусственного интеллекта и цифровых наук ФКН НИУ ВШЭ предложили новый подход, основанный на современных методах машинного обучения, для определения генетического происхождения человека. Графовые нейросети позволяют с высокой точностью различать даже очень близкие популяции.
Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.
Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.
Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии