Разкриха тайната на космическите ударни вълни

Международен екип от експерти е изследвал ударни вълни в Космоса, които не зависят от сблъсъци.

Тези вълни, открити във Вселената, са мощни естествени ускорители на частици и играят ключова роля в образуването на космически лъчи – изключително високоенергийни частици, които пътуват през огромни космически разстояния. Изследването е публикувано в списание Nature Communications (NatCom).

Ключов аспект на изследването е решаването на проблема с така наречената електронна „инжекция“.

Този термин описва процеса, чрез който частиците получават първоначална енергия, за да се ускорят допълнително и да достигнат екстремни скорости.

Досега не беше ясно как електроните правят това.

Наблюденията показват, че в зоната преди удара на Земята, където слънчевият вятър взаимодейства с магнитосферата на планетата, електроните достигат рекордно високи енергийни нива, надхвърлящи 500 keV. Обикновено тяхната енергия е около 1 keV.

Учените са открили, че тази енергия се постига чрез взаимодействие на електрони с плазмени вълни и ударна вълна на Земята.

Според изследователите тяхната работа подчертава, че само комбинация от различни процеси може ефективно да ускори частиците. Тези механизми може да са универсални и да се срещат не само в Слънчевата система, но и в далечни астрофизични обекти като останки от свръхнови, активни галактически ядра и млади звездни системи.

Според един от авторите на проучването, д-р Ахмад Лалти от университета Нортумбрия, нашата близка до Земята плазмена среда е уникална лаборатория за изучаване на процеси, които се случват в цялата Вселена.

„Успяхме да разберем как фундаментални процеси като взаимодействието на вълни и частици се комбинират, за да ускорят електроните до релативистични енергии. Тези механизми са универсални и ще помогнат да се разбере по-добре как частиците достигат космически енергии на разстояния от хиляди светлинни години“, отбелязва ученият.