Долгое время считалось, что это излучение исходит от активных ядер галактик, находящихся за миллионы световых лет от Земли. Однако недавние данные, полученные международной обсерваторией HAWC, показывают, что источниками гамма-фотонов высокой энергии могут быть астрофизические объекты, такие как микроквазары, внутри нашей галактики.
Открытие обсерватории HAWC меняет наше понимание механизмов, порождающих космическое излучение сверхвысоких энергий. Ранее предполагалось, что за ускорение этих частиц отвечают остатки сверхновых. Однако новые данные свидетельствуют, что микроквазары — компактные объекты с чёрной дырой — являются источниками гамма-фотонов с энергиями, достигающими сотен тераэлектронвольт.
Обсерватория HAWC, расположенная на вулкане Сьерра-Негра в Мексике, специализируется на регистрации высокоэнергетических частиц. Её оборудование включает 300 резервуаров с водой, которые улавливают черенковское излучение — свет, возникающий при движении частиц со скоростью, превышающей скорость света в воде.
Сверхмассивные чёрные дыры, находящиеся в центрах квазаров, способны ускорять материю до высоких скоростей. При этом они выбрасывают узкие струи — джеты, которые могут достигать скоростей, близких к световым. Именно в этих джетах и формируются фотоны с энергиями, превышающими триллион электронвольт.
Одна из ключевых особенностей микроквазаров — их относительная близость к Земле. Это позволяет учёным исследовать процессы, происходящие в их джетах, в гораздо более сжатые сроки по сравнению с далёкими квазарами, где аналогичные процессы могут занимать миллионы лет.
Одним из самых ярких примеров таких объектов является микроквазар V4641 Sagittarii (V4641 Sgr), расположенный на расстоянии 20 000 световых лет от Земли. Этот микроквазар содержит чёрную дыру с массой в шесть солнечных масс, которая активно притягивает материю от соседней звезды. В процессе этого взаимодействия образуется мощный джет, направленный в сторону Солнечной системы.
Благодаря эффекту релятивистского искажения времени, учёные наблюдают струю, распространяющуюся со скоростью, кажущейся в девять раз выше скорости света. Это явление позволяет зафиксировать фотоны с энергиями до 200 тераэлектронвольт, что значительно выше, чем ожидалось для таких объектов.
Открытие микроквазаров как источников сверхвысоких энергий имеет огромное значение для изучения эволюции галактик и формирования космических лучей. Эти объекты позволяют наблюдать процессы ускорения частиц в гораздо более удобном масштабе времени — за дни, а не за миллионы лет, как это происходит в далёких галактиках.
Кроме того, фотоны, испускаемые микроквазарами, проходят относительно небольшие расстояния по космическому пространству, что минимизирует их взаимодействие с фоновым излучением. Это позволяет учёным проводить более точные и детализированные наблюдения за процессами, ответственными за производство частиц высоких энергий.
