Массивный «барьер» отделяет центр Млечного Пути от внешнего космического излучения

Наша галактика Млечный Путь состоит из 100–400 миллиардов звезд и до 300 миллиардов планет. Пространство между этими звездами, которое сливается с межгалактической средой, представляет собой «межзвездную среду»: смесь газов, пыли и космических лучей. Это излучение исходит от Солнца, внутри или за пределами нашей галактики, в зависимости от случая. Однако, несмотря на то, что из галактического центра в космос постоянно дует шторм высокоэнергетического излучения - море космических лучей - что-то вблизи ядра Млечного Пути препятствует проникновению большей части космического излучения из других частей Вселенной, считает группа исследователей из Китайской академии наук в Нанкине.

Космическое излучение в основном состоит из заряженных частиц (протонов, ядер гелия, антипротонов, электронов) и нейтральных частиц (гамма-лучей, нейтрино и нейтронов). В новом исследовании группа китайских исследователей изучила карту радиоактивных гамма-лучей, которые возникали при взрывах в центре нашей галактики и вокруг нее. Это самая энергичная форма света во Вселенной, которая появляется, когда космические лучи - чрезвычайно быстрые частицы - врезаются в обычную материю.

Сяоюань Хуан (из Китайской академии наук) и его коллеги обнаружили, что в то время как плотность космических лучей была относительно постоянной в областях вне центра галактики, она значительно снизилась в центральной молекулярной зоне - области, расположенной ближе всего к центру Млечного Пути. Значит, что-то мешает морю космических лучей проникнуть в глубь галактики. "Если барьера нет, то компонент моря космических лучей должен присутствовать и в центральной молекулярной зоне", — говорит Хуанг в интервью New Scientist. "Однако данные свидетельствуют об обратном и о том, что барьер должен присутствовать. Это означает, что космические лучи могут выходить из галактического центра, но с трудом входят в него".

Стрелец А*, гигантский ускоритель частиц

Центр нашей галактики находится на расстоянии около 26 000 световых лет от Земли, в созвездии Стрельца. Это плотное, пыльное место содержит более чем в миллион раз больше звезд на световой год, чем вся Солнечная система, а в его центре находится сверхмассивная черная дыра.

Ученые давно подозревали, что эта черная дыра, названная Стрелец А*, или, возможно, другой объект в галактическом центре, разгоняет протоны и электроны до скорости, близкой к скорости света. В результате образуются космические лучи, которые распространяются по нашей галактике через магнитные поля, создавая океан высокоэнергетических частиц примерно одинаковой плотности по всему Млечному Пути.

Стрелец А* был бы идеальным виновником, поскольку черные дыры теоретически могут выбрасывать некоторые частицы далеко в космос. "Возможно, существуют намагниченные ветры, вызванные активностью центральной сверхмассивной черной дыры Стрелец А*, которые помогают предотвратить попадание частиц в центральную молекулярную зону", — говорит Хуанг в интервью New Scientist.

Явление, которое необходимо прояснить

Поскольку большинство космических лучей являются заряженными частицами, достаточно сильное магнитное поле способно изменить их траекторию. "Вполне вероятно, что в центральной молекулярной зоне [Млечного Пути] существуют более сильные магнитные поля, чем за ее пределами, что может препятствовать проникновению космических лучей в эту зону", — добавляет китайский исследователь. Такое сплетение магнитных полей вблизи ядра частично объясняет это странное проявление.

Почему существует этот космический барьер? Как это работает? Это до сих пор остается загадкой ... По мнению исследователей, это явление могло также происходить в еще более крупных масштабах, что могло повлиять на внегалактические космические лучи, которые пытаются проникнуть в Млечный Путь.