Центр нашего Млечного Пути — это весьма загадочная территория. И хотя ученые более-менее представляют себе, что там находится и что происходит, плотность так называемой Центральной молекулярной зоны (ЦМЗ), богатой молекулярным газом и имеющей характерный голубой оттенок, настолько велика, что поддается изучению далеко не во всех волновых диапазонах.
Астрономы давно подозревали, что ЦМЗ служит важным источником космических лучей, своего рода ускорителем элементарных частиц, протонов и атомных ядер, лишенных электронов, которые под воздействием мощных магнитных полей разгоняются до околосветовых скоростей.
Ускорителями космических лучей в центре галактики могут выступать самые разные объекты, от остатков сверхновых звезд и туманностей, подпитываемых пульсарным ветром, до сверхмассивной черной дыры в самом сердце Млечного Пути.
При этом, как следует из фактических наблюдений и компьютерных моделей, распределение космических лучей по Млечному Пути должно быть равномерным и постоянным. Космические лучи выходят из ускорителей и распространяются в галактическом магнитном поле, где они, вероятно, замедляются, а затем повторно ускоряются, что приводит к возникновению так называемого моря космических лучей. Это в теории, но…
Как выяснила группа исследователей из Китайской академии наук во главе с астрономом Сяоюань Хуаном, изучавшая Млечный Путь с помощью Космического гамма-телескопа Ферми, наличие гамма-излучения, как и ожидалось, подтвердило, что сам центр галактики, или что-то еще в районе центра, служит ускорителем элементарных частиц. Но при этом ученые, к своему удивлению, обнаружили, что некий невидимый барьер мешает проникновению космического ветра в сам центр галактики.
По их выкладкам получается, что плотность космических лучей в ЦМЗ ниже, чем плотность моря космических лучей за его пределами, то есть что-то мешает их проникновению. На этот счет у ученых есть сразу несколько гипотез.
Молекулярные облака — это сложные явления: коллапс более плотной части такого облака может привести к сжатию магнитых полей, и это может служить тем самым барьером.
Другая вероятность — это магнитогидродинамическая турбулентность (попытка объяснить, что это такое, означала бы еще одну отдельную статью, поэтому всем, кому интересно, советуем обратиться к Википедии или иным источникам).
В нашей Солнечной системе космические лучи модулируются солнечным ветром, так что не исключено, что в центре галактики похожую роль играет уже галактический ветер. По крайней мере, вычислив плотность космического луча в присутствии галактического ветра, ученые получили результаты, схожие с данными по гамма-лучам.
Исследователи признают, что для решения барьерной загадки потребуется еще много работы, в том числе создание детальной трехмерной модели ЦМЗ, зато получив ответ, они смогут узнать много нового е только о нашей собственной галактике, но и принципах работы всей вселенной.
bbc.com