Тибетская обсерватория впервые измерила магнитную турбулентность в космосе

Высокогорная обсерватория космических лучей в Тибете добилась прорыва в изучении космических частиц. Эксперимент Tibet ASγ впервые позволил напрямую измерить хаотическую магнитную турбулентность на крайне малых масштабах, раскрывая детали распространения космических лучей в Млечном Пути.

Исследование, опубликованное в Science Advances, сосредоточено на пульсаре Геминга, расположенном примерно в 800 световых годах от Земли. Международная группа китайских и японских ученых с помощью детектора в Янгбаджэне изучила гало высокоэнергетического света вокруг этой мертвой звезды. Наблюдения велись гамма-лучами с энергией свыше 100 тераэлектронвольт — значительно мощнее любых ускорителей частиц, созданных человеком.

Профессор Хуан Цзин из Института физики высоких энергий Китайской академии наук отметил, что пульсар ускоряет электроны лишь до определенного предела — около 100 ТэВ. Команда также измерила скорость распространения частиц: в области гало диффузия происходит медленно, лишь около одного процента от средней подвижности в галактике. Это сравнили с движением частиц через «космический лежачий полицейский» или густой туман, замедляющий их движение.

Впервые ученые смогли зафиксировать турбулентность магнитного поля на масштабе менее одного парсека (около 3,3 светового года). Она подчиняется спектру Колмогорова — закономерности, аналогичной распределению энергии в перемешанной жидкости или атмосферных потоках. Профессор Хуан подчеркнул, что это первое экспериментальное подтверждение существования такой турбулентности на крошечных космических масштабах.

По словам профессора Би Сяоцзюня, результаты эксперимента помогают лучше понять, как космические лучи захватываются и замедляются вблизи объектов вроде Геминги, а также дают представление о галактической «погоде» и магнитных полях в нашей окрестности.

Tibet ASγ, расположенный на высоте 4300 метров над уровнем моря в Янгбаджэне, действует с 1990 года. Его подземные детекторы блокируют 99,92% фоновых шумов. Эксперт Фан Кунь отметил, что эти наблюдения открывают новые возможности для изучения распространения космических лучей и динамики магнитных полей, а полученные данные станут важными для будущих многоканальных исследований гамма-излучения высоких энергий.

Читайте также: