Наблюдения телескопов H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) в Намибии зафиксировали космические электроны с энергиями, превышающими 10 тераэлектронвольт (ТэВ). Это замечательное достижение, основанное на десятилетних данных, улучшает наше понимание источников этих высокоэнергетических частиц.
Космическое излучение происходит из экстремальных источников, включая остатки суперновых, пульсары и активные галактические ядра. Заряженные частицы, такие как электроны и позитроны, получают огромную энергию в этих средах. В отличие от гамма-излучения, которое проходит через пространство без помех, заряженные частицы отклоняются повсеместными магнитными полями, что затрудняет определение их источников.
Анализ H.E.S.S. показал расширенный энергетический спектр, характеризующийся заметной точкой перегиба около 1 ТэВ. Этот переход указывает на изменение механизмов ускорения и источников частиц.
Электроны и позитроны теряют энергию в результате взаимодействия со светом и магнитными полями. При энергиях выше 1 ТэВ эти потери ограничивают расстояние, которое могут пройти частицы, что указывает на то, что их источники, вероятно, находятся на расстоянии всего нескольких тысяч световых лет от нашей солнечной системы.
Компьютерные модели определяют пульсары как главных кандидатов, генерирующих ветры ускоренных заряженных частиц на магнитных ударных фронтах. Остатки супернов также могут действовать как природные ускорители, ускоряя частицы до высоких энергий.
Резкий переход, наблюдаемый в энергетическом спектре, подразумевает, что высокоэнергетические космические электроны происходят из локализованных источников, возможно, от одного пульсара, расположенного на расстоянии нескольких тысяч световых лет. Более удаленные источники могли бы вызвать более плавный переход.
Это открытие предоставляет уникальную возможность уточнить модели диффузии частиц в Млечном Пути и роль магнитных полей. Подробный спектральный анализ позволяет выявить конкретные процессы ускорения и потери энергии.
Будущие исследования сосредоточатся на определении пульсара или источника, ответственного за эти высокоэнергетические частицы, продолжении наблюдений для изучения других космических регионов и корреляции результатов с наблюдениями гамма-излучения для улучшения понимания механизмов космического ускорения. Это исследование, опубликованное в Physical Review Letters, представляет собой значительный прогресс в астрофизике, устанавливая новую веху в изучении высокоэнергетических космических частиц.