RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 12, 2025
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2025

 / 

Август

←  →

К 100-летию со дня рождения Сергея Ивановича Сыроватского. Конференции и симпозиумы


Сверхновые звёзды как источники космических лучей

† 
Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Политехническая ул. 26, Санкт-Петербург, 194021, Российская Федерация

Огромное выделение энергии при вспышках сверхновых звёзд и наблюдения нетеплового радиоизлучения позволили В.Л. Гинзбургу и С.И. Сыроватскому более 60 лет назад обосновать гипотезу о ключевой роли сверхновых как источников основной компоненты галактических космических лучей. К настоящему моменту многоканальные наблюдения остатков сверхновых во всём диапазоне электромагнитных волн предоставили большой объём данных, подтвердивший факт ускорения протонов и электронов до энергий порядка 100 ТэВ. Остаются открытыми несколько вопросов, среди которых проблема происхождения и поиск источников наблюдаемых космических лучей высоких энергий в интервале от 100 ТэВ до 1000 ПэВ. Решение проблем эффективной конверсии кинетической энергии эжекты сверхновой, вращательной энергии пульсаров, а также анизотропных течений плазмы вокруг аккрецирующих чёрных дыр в популяцию релятивистских частиц требует кинетического моделирования нелинейных механизмов с широким динамическим диапазоном масштабов. Моделирование необходимо, чтобы определить максимальные энергии частиц, ускоряемых сверхальвеновскими течениями плазмы с вмороженными магнитными полями и бесстолкновительными ударными волнами. Задача сводится к выявлению физических механизмов сильного (сверхадиабатического) усиления магнитной турбулентности, необходимого для быстрого ускорения частиц механизмом Ферми. В обзоре представлены результаты кинетического моделирования и анализ нелинейных механизмов формирования сильной анизотропной магнитной турбулентности и спектров ускоренных частиц. Недавние наблюдения орбитальной обсерваторией IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) поляризованного рентгеновского синхротронного излучения остатков сверхновых Тихо Браге, Кассиопея А, SN1006 и др. позволили с использованием нелинейных моделей заглянуть внутрь космических ускорителей частиц и понять механизмы модификации сильных ударных волн. Обсуждаются возможности ускорения ядер космических лучей мощными анизотропными истечениями плазмы в компактных релятивистских остатках коллапсировавших сверхновых звёзд. Молодые пульсары в двойных звёздных системах, а также аккрецирующие чёрные дыры — микроквазары могут ускорять ядра до энергий существенно выше ПэВ.

Текст pdf (3,2 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2025.03.039956
Ключевые слова: сверхновые звёзды, космические лучи, пульсарные туманности, двойные гамма-источники, механизмы ускорения частиц, поляризованное рентгеновское излучение
PACS: 95.30.−k, 97.60.Bw, 98.70.Sa (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2025.03.039956
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2025/8/d/
001606309600003
2-s2.0-105016827969
2025PhyU...68..785B
Цитата: Быков А М "Сверхновые звёзды как источники космических лучей" УФН 195 835–857 (2025)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 30 июня 2025, 5 марта 2025

English citation: Bykov A M “Supernovae as sources of cosmic rays” Phys. Usp. 68 785–806 (2025); DOI: 10.3367/UFNe.2025.03.039956

Список литературы (209) Статьи, ссылающиеся на эту (1) Похожие статьи (20) ↓

  1. А.М. Быков «Источники космического излучения высоких энергий» УФН 194 384–403 (2024)
  2. А.М. Быков «Астрофизические объекты с экстремальным энерговыделением: наблюдения и теория» УФН 188 894–908 (2018)
  3. Л.М. Зелёный, Х.В. Малова и др. «Тонкие и сверхтонкие токовые слои: путешествие вглубь сингулярности Сыроватского» УФН 195 807–834 (2025)
  4. А.Г. Франк «Токовые слои в плазме — от теории к эксперименту» УФН 195 875–895 (2025)
  5. В.С. Птускин «Происхождение космических лучей» УФН 180 1000–1004 (2010)
  6. В.С. Птускин «О происхождении галактических космических лучей» УФН 177 558–565 (2007)
  7. Ю.В. Стенькин «Проект LHAASO: первые результаты и перспективы» УФН 192 1048–1053 (2022)
  8. «Космическая физика и физика плазмы (к 100-летию со дня рождения С.И. Сыроватского) (Научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук, 5 марта 2025 г.)» УФН 195 793–793 (2025)
  9. М.И. Панасюк «Эффект Грейзена—Зацепина—Кузьмина: взгляд сверху и снизу» УФН 188 1000–1009 (2018)
  10. Н.В. Арделян, Г.С. Бисноватый-Коган, С.Г. Моисеенко «Механизмы взрыва сверхновых: магниторотационная модель» УФН 167 1128–1131 (1997)
  11. О.Г. Ряжская «Об экспериментах в подземной физике» УФН 183 315–323 (2013)
  12. В.Д. Кузнецов «Космические и внеатмосферные исследования Солнца» УФН 195 858–874 (2025)
  13. Е.В. Деришев, В.В. Кочаровский, В.В. Кочаровский «Космические ускорители для частиц сверхвысоких энергий» УФН 177 323–330 (2007)
  14. С.В. Троицкий «Происхождение астрофизических нейтрино высоких энергий: новые результаты и перспективы» УФН 194 371–383 (2024)
  15. А.М. Быков, Р.А. Сурис «Гамма-кванты и нейтрино из космоса: что видим сейчас и что нужно, чтобы увидеть больше (Научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук, 21 апреля 2023 г.)» УФН 194 369–370 (2024)
  16. С.В. Троицкий «Космические частицы с энергиями выше 1019 эВ: краткий обзор результатов» УФН 183 323–330 (2013)
  17. Ю.И. Стожков, В.С. Махмутов, Н.С. Свиржевский «Исследования космических лучей на баллонах в Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН» УФН 192 1054–1063 (2022)
  18. О.Г. Ряжская «Создание лаборатории нейтрино ФИАНа и подземных лабораторий» УФН 188 1010–1018 (2018)
  19. А.А. Вихлинин, Р.А. Сюняев, Е.М. Чуразов «Международная конференция по космологии и астрофизике высоких энергий «Зельдович-90», Москва, 20-24 декабря 2004» УФН 175 562–564 (2005)
  20. А.С. Ильин, А.В. Копьев и др. «Перемежаемость в случайных потоках и стохастические интегралы движения» УФН 195 794–806 (2025)

Список формируется автоматически.
© Успехи физических наук, 1918–2025
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение