Ученые Австралийского национального университета обнаружили необычное поведение космических лучей в звездном скоплении Terzan 5, которое представляет собой гигантскую галактическую «комету». Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Космические лучи представляют собой атомные ядра и элементарные частицы, разогнанные почти до скорости света, и из-за большой энергии они способны проникать в верхние слои атмосферы Земли. Однако их траектории в межзвездной среде часто становятся непредсказуемыми, что долгое время оставалось загадкой для астрономов.
Для изучения этого феномена исследователи наблюдали за гамма-излучением, исходящим из звездного скопления Terzan 5. Звездное скопление является обильным источником космических лучей, поскольку содержит большую популяцию быстро вращающихся и намагниченных остатков звезд, называемых миллисекундными пульсарами, которые разгоняют космические лучи до чрезвычайно высоких скоростей.
Космические лучи, взаимодействуя с фотонами звездного света, образуют гамма-лучи, которые сохраняют направление движения, но не отклоняются магнитными полями. Это позволило ученым измерить скорость изменения направления космических лучей. Выяснилось, что гамма-лучи, создаваемые космическими лучами, не совпадают с положением звезд в скоплении Terzan 5, а исходят из области на расстоянии 30 световых лет от них. Это несоответствие стало ключом к пониманию взаимодействия космических лучей с межзвездными магнитными полями и их флуктуациями.
Ученые предположили, что звездное скопление Terzan 5 движется через галактику с огромной скоростью, создавая вокруг себя своего рода магнитный хвост. Космические лучи, выпущенные скоплением, изначально движутся вдоль этого хвоста, но постепенно их траектории меняются из-за флуктуаций магнитных полей.
