Неизвестный пока механизм защищает центр нашей Галактики от проникновения высокоэнергетических частиц космического излучения.
Наблюдения, проведенные гамма-телескопом Fermi, обнаружили дефицит космических лучей в самом центре Млечного Пути. Все выглядит так, словно невидимая сила отклоняет и замедляет эти скоростные частицы. Природа преграды пока неясна, хотя основным кандидатом на эту роль оказался галактический ветер. Об этом Сяоюань Хуан (Xiaoyuan Huang) и его коллеги пишут в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
Центральные области Млечного Пути — место бурное, опасное и до сих пор во многом загадочное. Там расположен компактный и мощный источник излучения — сверхмассивная черная дыра Sgr A*, окруженная плотным, быстровращающимся газовым кольцом, которое состоит из отдельных огромных облаков молекулярного водорода. Там же находятся области активного звездообразования, остатки сверхновых и множество других объектов, включая Sgr A* и черные дыры поменьше, которые могут служить ускорителями космических лучей.
Эти частицы — протоны и более тяжелые атомные ядра, лишенные электронов — ускоряются магнитными полями до огромных энергий, устремляясь в свободный полет. Теоретически вся Галактика должна быть пронизана космическими лучами, прилетающими с самых разных направлений. Иногда их присутствие можно заметить даже на большом расстоянии: сталкиваясь с частицами межзвездного газа и пыли, они теряют часть энергии, выбрасывая фотоны гамма-излучения.
Ученые из Китайской академии наук рассмотрели такие гамма-лучи, приходящие из центра Млечного Пути и зарегистрированные космической обсерваторией Fermi. Это позволило оценить плотность частиц космического излучения: вопреки ожиданию, она оказалась ниже, нежели в более удаленных областях Галактики, словно некий невидимый барьер закрывает центр от их проникновения внутрь. Однако природа этого экрана остается неясной.
Так могут проявлять себя турбулентные магнитные поля, существующие в плотном молекулярном облаке в центре Млечного Пути. А, например, в пределах Солнечной системы на движение космических лучей сильно влияет солнечный ветер — поток частиц, которые непрерывно испускает наша звезда.
Похожим образом галактический ветер возникает в центре Галактики под действием массивных звезд и черных дыр, и он тоже может определять поведение быстрых частиц. Предварительные расчеты, проведенные китайскими астрономами, указывают, что галактический ветер — один из самых перспективных кандидатов на роль невидимого барьера, закрывающего центр Млечного Пути от космических лучей.