Международная команда исследователей добилась значительного успеха в изучении принципов действия бесстолкновительных ударных волн, которые являются одними из наиболее мощных природных ускорителей частиц в космосе. Результаты данной работы, обнародованные в издании Nature Communications, помогают приоткрыть завесу тайны происхождения космических лучей.
Исследователи объединили данные спутниковых миссий NASA MMS и THEMIS / ARTEMIS с последними теоретическими разработками.
17 декабря 2017 года ученые зафиксировали уникальное явление в области земного форшока — места, где солнечный ветер претерпевает изменения из-за столкновения с земной ударной волной. В этой зоне электроны достигли рекордной энергии, превышающей 500 кэВ, что в 500 раз выше их обычной энергии в данном регионе.
Работа показала, что такие высокоэнергетические электроны формируются через совокупное действие различных механизмов ускорения, включая взаимодействие с плазменными волнами, переходными структурами форшоковой области и головной ударной волной Земли.
«Мы сосредотачиваемся либо на маломасштабных взаимодействиях между волнами и частицами, либо на крупномасштабных характеристиках, таких как влияние солнечного ветра. Однако в данном исследовании мы наглядно продемонстрировали, как совокупное действие явлений на разных масштабах ускоряет частицы в космосе», — объясняет доктор Раптис, руководитель исследования.
Соавтор доктор Лалти добавляет: «Плазменная среда около Земли представляет собой естественную лабораторию для изучения Вселенной. Обнаруженные нами фундаментальные процессы не ограничены Солнечной системой и, скорее всего, происходят во всей Вселенной, включая другие звёздные системы, остатки сверхновых и активные ядра галактик».
Это исследование не только углубляет понимание механизмов образования космических лучей, но и демонстрирует, как явления внутри Солнечной системы могут способствовать пониманию астрофизических процессов в масштабе всей Вселенной.
Источник: iXBT
