Можливо, нова фізика: перші у світі плазмові "вогняні кулі" розкривають таємницю чорної діри

Надмасивні чорні діри приховують ще багато загадок, які намагаються розгадати вчені. Одна з них може бути незабаром розгадана, хоча це і не буде зроблено за допомогою спостережень за космосом. Дані, отримані за допомогою прискорювача частинок на Землі, пропонують вирішення давньої проблеми. Дослідження, опубліковане в журналі PNAS, наближає до розгадки давньої таємниці, пов'язаної з прихованими магнітними полями Всесвіту і зниклим гамма-випромінюванням, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Надмасивні чорні діри, які активно поглинають навколишній міжзоряний газ, створюють яскраві об'єкти, відомі як квазари. Газ, який кружляє навколо надмасивної чорної діри, настільки гарячий і яскравий, що виділяє дуже багато випромінювання, яке затьмарює іноді все світло галактики, де розташований поглинач газу. При цьому чорні діри випускають струмені частинок і випромінювання. Ці частинки рухаються зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Якщо струмінь квазара спрямований у бік Землі, то він називається балазар.

Струмені блазарів випускають гамма-випромінювання з дуже високою енергією. Це випромінювання взаємодіє з іншими частинками світла, утворюючи каскад матерії-антиматерії у вигляді пар електрон-позитрон (позитрон — античастинка електрона). Ці пари частинок і античастинок повинні взаємодіяти з реліктовим випромінюванням, що залишилося після Великого вибуху, розсіюватися в цьому випромінюванні і створювати гамма-випромінювання з набагато меншою енергією. Але це гамма-випромінювання досі не було виявлено. Причина цього залишається загадкою.

Одне з пояснень полягає в тому, що пари електрон-позитрон відхиляються слабкими міжгалактичними магнітними полями, що призводить до нестабільності в струмені блазара і втрати енергії. Інша гіпотеза, заснована на фізиці плазми, припускає, що пучок електронів і позитронів стає нестабільним, проходячи через розріджену матерію між галактиками. І саме слабке міжгалактичне магнітне поле порушує каскад частинок, роблячи слабке гамма-випромінювання невидимим для нас.

Щоб перевірити ці гіпотези фізики використали Протонний суперсинхротрон у ЦЕРН, який є кільцевим прискорювачем частинок. У ньому вчені створили пари електронів і позитронів, які відправили через навколишню плазму. Таким чином було створено перші у світі плазмові "вогняні кулі". Вийшов наземний аналог каскаду пар частинок, який поширюється в міжгалактичній плазмі. Вимірюючи профіль пучка електронів і позитронів і пов'язані з ним характеристики магнітного поля, фізики перевірили, чи можуть нестабільності пучка і плазми спотворити струмінь блазара.

Всупереч очікуванням, парний пучок залишався вузьким і майже паралельним, з мінімальними спотвореннями. Це означає, що нестабільності пучка і плазми занадто слабкі, щоб пояснити зникнення гамма-променів з дуже високою енергією. Ці результати припускають, що причиною є слабке міжгалактичне магнітне поле, яке, можливо, залишилося з часів раннього Всесвіту.

Але ці результати порушують нові питання. Вважається, що ранній Всесвіт був надзвичайно однорідним, і неясно, як магнітне поле могло зародитися в цій первинній фазі. За словами фізиків, відповідь може бути пов'язана з новими фізичними явищами, які ще невідомі.

Як уже писав Фокус, астрофізики вперше виявили чорні діри другого покоління.

Також Фокус писав про те, що вчені виявили в Австралії дивні скляні гірські породи. Вони вказують на те, що мільйони років тому на Землю впав астероїд. Але про цю подію раніше нічого не було відомо.