Исследователи считают, что нашли самый мощный ускоритель космических частиц в нашей Галактике.

Наземный черенковский телескоп HAWC обнаружил самый мощный естественный ускоритель космических частиц в Млечном Пути – им оказалось молодое звездное скопление внутри суперпузыря Кокона Лебедя. Предполагается, что столкновения мощных звездных ветров могут быть причиной ускорения протонов до энергий 10–1000 тераэлектронвольт.

Если построить энергетический спектр всех компонентов космических лучей, то можно заметить несколько изломов, один из которых (называемый физиками «коленом») находится в области нескольких петаэлектронвольт. Астрофизиков давно интересовала природа «колена», которая близка к предельным возможностям ускорителей земных частиц.

Считается, что источники таких частиц (певатроны) должны находиться в пределах Млечного Пути и могут быть остатками сверхновых, пульсарами, скоплениями молодых звезд или областью около центра Млечного Пути, где расположена сверхмассивная черная дыра. .

Однако процесс поиска конкретных источников высокоэнергетических частиц космических лучей довольно трудоемок, и даже сегодня наблюдательных данных мало.

Группа астрономов под руководством Петры Хуэнтемейер из Мичиганского технологического университета сообщила об обнаружении гамма-квантов 1–100 тераэлектронвольт из области звездообразования в Млечном Пути, известной как Кокон Лебедя. Команда ученых использовала телескоп HAWC (High-Altitude Water Cherenkov), который обнаруживает черенковское излучение от вторичных частиц, возникающих при взаимодействии космических лучей с атмосферой Земли.

Кокон Лебедя это суперпузырь вокруг области активного формирования массивных звезд диаметром около 180 световых лет, расположенной в 4,6 тыс. световых лет от Солнца в созвездии Лебедя. Он содержит два молодых звездных скопления Cygnus OB2 и NGC 6910.

Ученые пришли к выводу, что регистрируемые гамма-кванты генерируются протонами космических лучей с энергией 10-1000 тераэлектронвольт, исходящими от скопления Cygnus OB2. Предполагается, что ускорение частиц происходит внутри суперпузырька и может быть связано со столкновениями мощных звездных ветров.

Кроме того, «Лебединый кокон» может также испускать нейтрино высоких энергий во время бета-распада ионов, образовавшихся в результате взаимодействия протонов космических лучей с межзвездным газом.

Таким образом, этот регион можно считать самым мощным из известных естественных ускорителей частиц в нашей галактике. Это еще не было официально подтверждено, но вскоре может появиться больше данных наблюдений.

Ожидается, что будущие наблюдения высокоэнергетического гамма-излучения с помощью SWGO (южная широкопольная обсерватория гамма-излучения) и LHAASO (большая высокогорная обсерватория воздушных потоков) предоставят больше данных наблюдений, которые можно использовать для определения вклада других звездных скоплений в галактические космические лучи.

Регион Лебедя Какуна является одним из самых активных в звездообразовании в Млечном Пути. Если у вас есть телескоп, вы можете легко наблюдать его недалеко от центра созвездия Лебедя.