RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 5, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2024

 / 

Апрель

←  →

Конференции и симпозиумы


Источники космического излучения высоких энергий

† 
Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Российская Федерация

Коллапс ядер массивных звёзд и слияния компактных релятивистских звёзд сопровождаются быстрым выделением огромной энергии — порядка энергии покоя звезды. Вспышки сверхновых и гамма-всплески, связанные с данными процессами, наблюдаются современными телескопами практически ежедневно. Излучение от таких источников наблюдается во всём диапазоне электромагнитного спектра, детектированы нейтрино от сверхновой 1987A и гравитационные волны от слияния релятивистских звёзд. Наряду с быстропеременными и транзиентными событиями, существенно более длительное время высокую светимость в рентгеновском и гамма-диапазонах демонстрируют релятивистские компактные остатки коллапсировавшей звезды: аккрецирующие чёрные дыры и быстро вращающиеся пульсары. Крабовидная туманность и пульсары в двойных гамма-источниках являются замечательными галактическими лабораториями, где можно изучать релятивистские ветры, работающие как космические ускорители частиц высоких энергий. Исследование физических процессов, приводящих к преобразованию гравитационной и вращательной энергии релятивистских объектов в мощное электромагнитное излучение и потоки нейтрино высоких энергий, представляют уникальные возможности проверки фундаментальных законов физики в экстремальных условиях, недостижимых в лабораторных экспериментах на Земле. В работе представлен краткий обзор результатов наблюдений и моделирования нетепловых процессов в космических источниках высокоэнергичного излучения и обсуждаются перспективы развития этих исследований.

Текст pdf (839 Кб)
Ключевые слова: космические гамма-всплески, пульсарные туманности, двойные гамма-источники, механизмы ускорения частиц, процессы излучения в космических гамма-источниках
PACS: 95.30.−k, 98.70.Rz, 98.70.Sa (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2023.04.039545
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2024/4/f/
Цитата: Быков А М "Источники космического излучения высоких энергий" УФН 194 384–403 (2024)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 12 сентября 2023, 21 апреля 2023

English citation: Bykov A M “Sources of high-energy cosmic radiation” Phys. Usp. 67 (4) (2024); DOI: 10.3367/UFNe.2023.04.039545

Список литературы (234) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (1) Похожие статьи (20)

  1. Klebesadel R W, Strong I B, Olson R A Astrophys. J. 182 L85 (1973)
  2. Мазец Е П, Голенецкий С В, Ильинский В Н Письма в ЖЭТФ 19 126 (1974); Mazets E P, Golenetskii S V, Il'inskii V N JETP Lett. 19 77 (1974)
  3. Gehrels N, Ramirez-Ruiz E, Fox D B Annu. Rev. Astron. Astrophys. 47 567 (2009)
  4. Mészáros P Annu. Rev. Astron. Astrophys. 40 137 (2002)
  5. Piran T Rev. Mod. Phys. 76 1143 (2005)
  6. Nava L Int. J. Mod. Phys. D 27 1842003 (2018)
  7. Аптекарь Р Л УФН 189 785 (2019); Aptekar R L et al Phys. Usp. 62 739 (2019)
  8. Mészáros P Memorie Soc. Astron. Italiana 90 57 (2019)
  9. Hurley K AIP Conf. Proc. 662 153 (2003)
  10. Mészáros P arXiv:1506.02707
  11. Mei A et al Astrophys. J. 941 82 (2022)
  12. Frail D A et al Astrophys. J. 562 L55 (2001)
  13. O'Connor B et al Sci. Adv. 9 eadi1405 (2023)
  14. Gal-Yam A et al Astrophys. J. 639 331 (2006)
  15. Ghirlanda G et al Astron. Astrophys. 578 A71 (2015)
  16. Huang Y-J et al Astrophys. J. 897 69 (2020)
  17. Shvartzvald Y et al arXiv:2304.14482
  18. Sunyaev R et al Astron. Astrophys. 656 A132 (2021)
  19. Band D et al Astrophys. J. 413 281 (1993)
  20. Amati L et al Astron. Astrophys. 390 81 (2002)
  21. Yonetoku D et al Astrophys. J. 609 935 (2004)
  22. Abdo A A et al Astrophys. J. 706 A138 (2009)
  23. Acciari V A et al (MAGIC Collab.) Nature 575 455 (2019)
  24. Veres P et al (MAGIC Collab.) Nature 575 459 (2019)
  25. Abdalla H et al Nature 575 464 (2019)
  26. Abdalla H et al (HESS Collab.). Science 372 1081 (2021)
  27. Ravasio M E et al Astron. Astrophys. 613 A16 (2018)
  28. Burgess J M et al Nat. Astron. 4 174 (2020)
  29. Yassine M et al Astron. Astrophys. 640 A91 (2020)
  30. Li L et al Astrophys. J. Suppl. 254 35 (2021)
  31. Burgess J M et al Astrophys. J. 784 17 (2014)
  32. Ginzburg V L, Syrovatskii S I Annu. Rev. Astron. Astrophys. 3 297 (1965)
  33. Kennel C F, Coroniti F V Astrophys. J. 283 694 (1984)
  34. Mooley K P et al Nature 561 355 (2018)
  35. Mazets E P et al Astrophys. Space Sci. 80 3 (1981)
  36. Berger E Annu. Rev. Astron. Astrophys. 52 43 (2014)
  37. Блинников C И Письма в Астрон. журн. 10 422 (1984); Blinnikov S I et al Sov. Astron. Lett. 10 177 (1984)
  38. Paczynski B Astrophys. J. 308 L43 (1986)
  39. Eichler D et al Nature 340 126 (1989)
  40. Postnov K A, Yungelson L R Living Rev. Relat. 17 3 (2014)
  41. Gompertz B P et al Nat. Astron. 7 67 (2023)
  42. Margutti R, Chornock R Annu. Rev. Astron. Astrophys. 59 155 (2021)
  43. Radice D, Bernuzzi S, Perego A Annu. Rev. Nucl. Part. Sci. 70 95 (2020)
  44. Sneppen A et al Nature 614 436 (2023)
  45. Metzger B D Living Rev. Relat. 23 1 (2020)
  46. Блинников C И Астрон. журн. 98 379 (2021); Blinnikov S I et al Astron. Rep. 65 385 (2021)
  47. Evans P A et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 444 250 (2014)
  48. de Wet S et al Astron. Astrophys. 677 A32 (2023); de Wet S et al arXiv:2307.10339
  49. Zhang B-B et al Astrophys. J. 748 132 (2012)
  50. Meszaros P, Rees M J Astrophys. J. 405 278 (1993)
  51. Rees M J, Meszaros P Astrophys. J. 430 L93 (1994)
  52. Tchekhovskoy A, Giannios D Mon. Not. R. Astron. Soc. 447 327 (2015)
  53. Duncan R C, Thompson C Astrophys. J. Lett. 392 L9 (1992)
  54. Spruit H C, Daigne F, Drenkhahn G Astron. Astrophys. 369 694 (2001)
  55. Lyubarsky Y Astrophys. J. 698 1570 (2009)
  56. Bucciantini N et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 396 2038 (2009)
  57. Thompson C Mon. Not. R. Astron. Soc. 270 480 (1994)
  58. Mészáros P, Rees M J Astrophys. J. 530 292 (2000)
  59. Beloborodov A M, Mészáros P Space Sci. Rev. 207 87 (2017)
  60. Zhang B, Yan H Astrophys. J. 726 90 (2011)
  61. Derishev E V, Kocharovsky V V, Kocharovsky Vl V Astrophys. J. 521 640 (1999)
  62. Beloborodov A M Mon. Not. R. Astron. Soc. 407 1033 (2010)
  63. Acuner Z et al Astrophys. J. 893 128 (2020)
  64. Aartsen M G et al JINST 12 P03012 (2017)
  65. Allakhverdyan V A et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 526 942 (2023); Allakhverdyan V A et al arXiv:2307.07327
  66. Vereshchagin G, Li L, Bégué D Mon. Not. R. Astron. Soc. 512 4846 (2022)
  67. Dai C Y et al Astrophys. J. Lett. 957 L32 (2023); Dai C Y et al arXiv:2307.14113
  68. Frederiks D et al Astrophys. J. 949 L7 (2023)
  69. De Angelis A et al Exp. Astron. 51 1225 (2021)
  70. Быков А М, Осипов С М, Романский В И ЖЭТФ 161 570 (2022); Bykov A M, Osipov S M, Romanovskii V I J. Exp. Theor. Phys. 134 487 (2022)
  71. Rees M J, Mészáros P Astrophys. J. Lett. 430 L93 (1994)
  72. Daigne F, Mochkovitch R Mon. Not. R. Astron. Soc. 296 275 (1998)
  73. Bošnjak Ž, Daigne F Astron. Astrophys. 568 A45 (2014)
  74. Bošnjak Ž, Barniol Duran R, Pe'er A Galaxies 10 (2) 38 (2022)
  75. Minhajur Rahaman S, Granot J, Beniamini P Mon. Not. R. Astron. Soc. Lett. 528 L45 (2024); Minhajur Rahaman S, Granot J, Beniamini P arXiv:2308.00403
  76. Toma K, Wu X-F, Mészáros P Mon. Not. R. Astron. Soc. 415 1663 (2011)
  77. Stanek K Z et al Astrophys. J. 522 L39 (1999)
  78. Kobayashi S, Piran T, Sari R Astrophys. J. 490 92 (1997)
  79. Beniamini P, Nava L, Piran T Mon. Not. R. Astron. Soc. 461 51 (2016)
  80. Usov V V Nature 357 472 (1992)
  81. Mészáros P, Rees M J Astrophys. J. 482 L29 (1997)
  82. Lyutikov M, Blandford R astro-ph/0312347
  83. Bykov A M et al Space Sci. Rev. 173 309 (2012)
  84. Shao X, Gao H Astrophys. J. 927 173 (2022)
  85. Kagan D et al Space Sci. Rev. 191 545 (2015)
  86. Зеленый Л М УФН 180 973 (2010); Zelenyi L M et al Phys. Usp. 53 933 (2010)
  87. Sironi L, Spitkovsky A Astrophys. J. Lett. 783 L21 (2014)
  88. Blandford R et al Space Sci. Rev. 207 291 (2017)
  89. Uzdensky D A J. Plasma Phys. 88 905880114 (2022)
  90. Hoshino M Astrophys. J. 946 77 (2023)
  91. Bykov A M, Mészáros P Astrophys. J. 461 L37 (1996)
  92. Lemoine M, Waxman E JCAP 2009 (11) 009 (2009)
  93. Blandford R, Meier D, Readhead A Annu. Rev. Astron. Astrophys. 57 467 (2019)
  94. Warren D C et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 452 431 (2015)
  95. Derishev E V et al Phys. Rev. D 68 043003 (2003)
  96. Bresci V, Lemoine M, Gremillet L Phys. Rev. Research 5 023194 (2023)
  97. Blandford R, Eichler D Phys. Rep. 154 1 (1987)
  98. Бережко Е Г, Крымский Г Ф УФН 154 49 (1988); Berezhko E G, Krymskii G F Sov. Phys. Usp. 31 27 (1988)
  99. Быков А М, Топтыгин И Н УФН 163 (11) 19 (1993); Bykov A M, Toptygin I N Phys. Usp. 36 1020 (1993)
  100. Artemyev A V, Zimovets I V, Rankin R Astron. Astrophys. 589 A101 (2016)
  101. Быков А М УФН 188 894 (2018); Bykov A M Phys. Usp. 61 805 (2018)
  102. Bresci V et al Phys. Rev. D 106 023028 (2022)
  103. Березинский В С Астрофизика космических лучей (Под ред. В Л Гинзбурга) (М.: Наука, 1990); Пер. на англ. яз., Berezinskii V S et al Astrophysics of Cosmic Rays (Ed. V L Ginzburg) (Amsterdam: North-Holland, 1990)
  104. Птускин В С УФН 177 558 (2007); Ptuskin V S Phys. Usp. 50 534 (2007)
  105. Marcowith A et al Rep. Prog. Phys. 79 046901 (2016)
  106. Bykov A M et al Space Sci. Rev. 214 41 (2018)
  107. Bell A R, Matthews J H, Blundell K M Mon. Not. R. Astron. Soc. 488 2466 (2019)
  108. Achterberg A et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 328 393 (2001)
  109. Bykov A M, Treumann R A Astron. Astrophys. Rev. 19 42 (2011)
  110. Pelletier G et al Space Sci. Rev. 207 319 (2017)
  111. Birdsall C K, Langdon A B Plasma Physics via Computer Simulation (Boca Raton, FL: CRC Press, 1991)
  112. Spitkovsky A Astrophys. J. 682 L5 (2008)
  113. Sironi L, Spitkovsky A Astrophys. J. 698 1523 (2009)
  114. Sironi L, Spitkovsky A, Arons J Astrophys. J. 771 54 (2013)
  115. Sironi L, Spitkovsky A Astrophys. J. 741 39 (2011)
  116. Lu Y et al Astrophys. J. 908 147 (2021)
  117. Romansky V I, Bykov A M, Osipov S M J. Phys. Conf. Ser. 1400 022005 (2019)
  118. Demidem C, Nättilä J, Veledina A Astrophys. J. Lett. 947 L10 (2023)
  119. Mizuno Y et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 439 3490 (2014)
  120. Trotta D et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 525 1856 (2023)
  121. Comisso L, Sobacchi E, Sironi L Astrophys. J. 895 L40 (2020)
  122. Comisso L, Sironi L Phys. Rev. Lett. 127 255102 (2021)
  123. Goto R, Asano K Astrophys. J. 933 18 (2022)
  124. Werner G R, Philippov A A, Uzdensky D A Mon. Not. R. Astron. Soc. 482 L60 (2019)
  125. Zhdankin V et al Phys. Rev. Lett. 118 055103 (2017)
  126. Comisso L, Sironi L Astrophys. J. 886 122 (2019)
  127. Arons J Space Sci. Rev. 173 341 (2012)
  128. Bykov A M et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 421 L67 (2012)
  129. Zrake J Astrophys. J. 823 39 (2016)
  130. Petrosian V, Bykov A M Space Sci. Rev. 134 207 (2008)
  131. Lemoine M Phys. Rev. Lett. 129 215101 (2022)
  132. Perri S et al Space Sci. Rev. 218 26 (2022)
  133. Beniamini P, Piran T Astrophys. J. 769 69 (2013)
  134. Ghisellini G et al Memorie Soc. Astron. Italiana 93 139 (2022)
  135. Ghisellini G et al Astron. Astrophys. 636 A82 (2020)
  136. Sari R, Piran T, Narayan R Astrophys. J. 497 L17 (1998)
  137. Freedman D L, Waxman E Astrophys. J. 547 922 (2001)
  138. Murase K et al Astrophys. J. 746 164 (2012)
  139. Lemoine M Mon. Not. R. Astron. Soc. 453 3772 (2015)
  140. Ryde F et al Astrophys. J. Lett. 932 L15 (2022)
  141. Ghisellini G, Celotti A, Lazzati D Mon. Not. R. Astron. Soc. 313 L1 (2000)
  142. Oganesyan G et al Astrophys. J. 846 137 (2017)
  143. Oganesyan G et al Astron. Astrophys. 628 A59 (2019)
  144. Gill R, Kole M, Granot J Galaxies 9 (4) 82 (2021)
  145. Kole M et al Astron. Astrophys. 644 A124 (2020)
  146. Chattopadhyay T et al Astrophys. J. 936 12 (2022)
  147. Sharma V et al Astrophys. J. 882 L10 (2019)
  148. Burgess J M et al Astron. Astrophys. 627 A105 (2019)
  149. Wang H-B, Lan M-X Astrophys. J. 946 12 (2023)
  150. Kuwata A et al Astrophys. J. 943 118 (2023)
  151. Malesani D B et al arXiv:2302.07891
  152. Pal S et al Atmosphere 14 (2) 217 (2023)
  153. Abbasi R et al Astrophys. J. Lett. 946 L26 (2023)
  154. Blanchard P K et al arXiv:2308.14197
  155. Williams M A et al Astrophys. J. Lett. 946 L24 (2023)
  156. Ravasio M A et al arXiv:2303.16223
  157. Pe'er A, Waxman E Astrophys. J. 613 448 (2004)
  158. Krassilchtchikov A M et al J. Phys. Conf. Ser. 1400 022031 (2019)
  159. Tomsick J A et al arXiv:2308.12362
  160. Tatischeff V et al Memorie Soc. Astron. Italiana 90 137 (2019)
  161. Laskar T et al Astrophys. J. Lett. 946 L23 (2023)
  162. Negro M et al Astrophys. J. Lett. 946 L21 (2023)
  163. Huang Y et al GRB Coordinates Network, Circular Service (32677) (2022) p. 1
  164. Dzhappuev D D et al The Astronomer's Telegram No. 15669 (2022) p. 1
  165. Cao Z et al (LHAASO Collab.) Science 380 1390 (2023)
  166. Zhang B T et al Astrophys. J. Lett. 947 L14 (2023)
  167. Isravel H, Bégué D, Pe'er A Astrophys. J. 956 12 (2023)
  168. Troitsky S V Письма в ЖЭТФ 116 745 (2022); Troitsky S V JETP Lett. 116 767 (2022)
  169. Troitsky S JCAP 2024 (01) 016 (2024); Troitsky S arXiv:2307.08313
  170. Mazets E P et al Nature 282 587 (1979)
  171. Ridnaia A et al Nat. Astron. 5 372 (2021)
  172. Popov S B, Postnov K A Evolution of Cosmic Objects through their Physical Activity, Proc. of the Conf. Dedicated to Viktor Ambartsumian's 100th Anniversary, 15-18 September 2008, Yerevan, Byurakan, Armenia (Eds H A Harutyunian, A M Mickaelian, Y Terzian) (Yerevan: Gitutyun, 2010) p. 129
  173. Cordes J M, Chatterjee S Annu. Rev. Astron. Astrophys. 57 417 (2019)
  174. Lyubarsky Yu Astrophys. J. 897 1 (2020)
  175. Beloborodov A M Astrophys. J. Lett. 922 L7 (2021)
  176. Raymond J C Space Sci. Rev. 214 28 (2018)
  177. Margutti R et al Astrophys. J. 797 107 (2014)
  178. Tan J C, Matzner C D, McKee C F Astrophys. J. 551 946 (2001)
  179. Lazzati D et al Astrophys. J. 750 68 (2012)
  180. Gottlieb O, Tchekhovskoy A, Margutti R Mon. Not. R. Astron. Soc. 513 3810 (2022)
  181. Bykov A, Romansky V, Osipov S Universe 8 (1) 32 (2022)
  182. Bykov A M et al Space Sci. Rev. 214 41 (2018)
  183. Margutti R et al Astrophys. J. 872 18 (2019)
  184. Bright J S et al Astrophys. J. 926 112 (2022)
  185. Metzger B D Astrophys. J. 932 84 (2022)
  186. Sun N-C et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 519 3785 (2023)
  187. Шустов Б М Астрофизика 64 455 (2021); Shustov B M Astrophysics 64 405 (2021)
  188. Amato E arXiv:2001.04442
  189. Coroniti F V Astrophys. J. 349 538 (1990)
  190. Aharonian F A, Bogovalov S V, Khangulyan D Nature 482 507 (2012)
  191. Бескин В С УФН 167 689 (1997); Beskin V S Phys. Usp. 40 659 (1997)
  192. Porth O, Komissarov S S, Keppens R Mon. Not. R. Astron. Soc. 438 278 (2014)
  193. Tchekhovskoy A, Philippov A, Spitkovsky A Mon. Not. R. Astron. Soc. 457 3384 (2016)
  194. Bühler R, Giomi M Mon. Not. R. Astron. Soc. 462 2762 (2016)
  195. Levenfish K P et al J. Phys. Conf. Ser. 2103 012020 (2021)
  196. Gaensler B M, Slane P O Annu. Rev. Astron. Astrophys. 44 17 (2006)
  197. Kargaltsev O, Pavlov G G AIP Conf. Proc. 983 171 (2008)
  198. Kargaltsev O et al J. Plasma Phys. 83 635830501 (2017)
  199. Tavani M et al Science 331 736 (2011)
  200. Abdo A A et al Science 331 739 (2011)
  201. Bühler R, Blandford R Rep. Prog. Phys. 77 066901 (2014)
  202. Pshirkov M S et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 496 5227 (2020)
  203. Porth O et al Space Sci. Rev. 207 137 (2017)
  204. Guilbert P W, Fabian A C, Rees M J Mon. Not. R. Astron. Soc. 205 593 (1983)
  205. Cerutti B, Uzdensky D A, Begelman M C Astrophys. J. 746 148 (2012)
  206. Cao Z et al (Lhaaso Collab.) Science 373 425 (2021)
  207. Kuzmichev L A et al Phys. Atom. Nucl. 84 966 (2021)
  208. Dzhappuev D D et al Astrophys. J. Lett. 916 L22 (2021)
  209. Ackermann M et al Science 334 1103 (2011)
  210. Aharonian F et al Astron. Astrophys. 431 197 (2005)
  211. Abdo A A et al Astrophys. J. 658 L33 (2007)
  212. Abeysekara A U et al Astrophys. J. 861 134 (2018)
  213. Amenomori M et al (Tibet ASγ Collab.) Phys. Rev. Lett. 127 031102 (2021)
  214. Cao Z et al Nature 594 33 (2021)
  215. Abeysekara A U et al Nat. Astron. 5 465 (2021)
  216. Bykov A M Astron. Astrophys. Rev. 22 77 (2014)
  217. Aharonian F, Yang R, de Oña Wilhelmi E Nat. Astron. 3 561 (2019)
  218. Bykov A M, Kalyashova M E Adv. Space Res. 70 2685 (2022)
  219. Гинзбург В Л, Догель В А УФН 158 3 (1989); Ginzburg V L, Dogel' V A Sov. Phys. Usp. 32 385 (1989)
  220. Abdo A A et al (Fermi LAT Collab.) Science 326 1512 (2009)
  221. Antokhin I I et al Astrophys. J. 926 123 (2022)
  222. Mioduszewski A J et al Astrophys. J. 553 766 (2001)
  223. Koljonen K I I et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 524 L89 (2023)
  224. Aleksić J et al Astrophys. J. 721 843 (2010)
  225. Bykov A M et al Astrophys. J. Lett. 921 L10 (2021)
  226. Ho W C G et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 464 1211 (2017)
  227. Takata J et al Astrophys. J. 836 241 (2017)
  228. Abeysekara A U et al Astrophys. J. Lett. 867 L19 (2018)
  229. Ng C-Y et al Astrophys. J. 880 147 (2019)
  230. Bykov A M, Gladilin P E, Osipov S M Mon. Not. R. Astron. Soc. 429 2755 (2013)
  231. Mignone A et al Astrophys. J. Suppl. 170 228 (2007)
  232. Neronov A, Semikoz D Astropart. Phys. 75 60 (2016)
  233. Троицкий С В УФН 191 1333 (2021); Troitsky S V Phys. Usp. 64 1261 (2021)
  234. Kovalev Y Y, Plavin A V, Troitsky S V Astrophys. J. Lett. 940 L41 (2022)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение