Cтатьи, принятые к публикации

Конференции и симпозиумы


Сверхновые звезды 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 звезд 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 всем диапазоне электромагнитных волн предоставили большой объем данных, подтвердивший факт ускорения протонов и электронов до энергий порядка 100 ТэВ. Остаются открытыми несколько вопросов, в частности, проблема происхождения и поиск источников наблюдаемых космических лучей высоких энергий в интервале энергий от 100 ТэВ до 1000 ПэВ. Решение проблем эффективной конверсии кинетической энергии эжекты сверхновой, вращательной энергии пульсаров, а также анизотропных течений плазмы вокруг акрецирующих черных дыр в популяцию релятивистских частиц требует кинетического моделирования нелинейных механизмов с широким динамическим диапазоном масштабов. Моделирование необходимо, чтобы определить максимальные энергии частиц, ускоряемых сверх-альвеновскими течениями плазмы с вмороженными магнитными полями и бесстолкновительными ударными волнами. Задача сводится к выявлению физических механизмов сильного (сверх-адиабатического) 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 аблюдения орбитальной обсерваторией IXPE (Imaging X-Ray Polarimetry Explorer) поляризованного рентгеновского синхротронного излучения остатков сверхновых Тихо Браге, Кассиопея А 1006 др. позволило,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 звезд. Аккрецирующие черные дыры и молодые пульсары в двойных звездных системах — галактические микроквазары могут ускорять ядра до энергий существенно выше ПэВ.

Ключевые слова: сверхновые звезды, космические лучи, пульсарные туманности, двойные гамма-источники, механизмы ускорения частиц, поляризованное рентгеновское излучение
DOI: 10.3367/UFNr.2025.03.039956
Цитата: Быков А М "Сверхновые звезды как источники космических лучей" УФН, принята к публикации

5 марта 2025

English citation: Bykov A M “Supernovae as the cosmic ray sourcesPhys. Usp., accepted; DOI: 10.3367/UFNe.2025.03.039956

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