Белые карлики могут быть источником сверхмощных космических лучей

Международная группа астрофизиков представила новую гипотезу о происхождении сверхвысокоэнергетических космических лучей (UHECR). В работе, опубликованной на сервере препринтов arXiv, учёные связывают эти редкие явления с коллапсом белых карликов.

Когда белый карлик, интенсивно вращаясь и обладая сильным магнитным полем, набирает массу до предела Чандрасекара, он может испытать аккреционно-индуцированный коллапс (AIC). В результате образуется протонейтронная звезда, или протомагнетар. Этот объект порождает релятивистский выброс с преобладанием магнитного поля, в условиях низкой энтропии которого эффективно синтезируются тяжёлые ядра.

Авторы исследования предлагают, что такие релятивистские выбросы от AIC белых карликов могут быть источниками UHECR. Они смоделировали ускорение тяжёлых ядер в этих выбросах и выяснили, что если большинство AIC сопровождаются релятивистскими выбросами, то они могут давать доминирующий вклад в наблюдаемый поток космических лучей сверхвысоких энергий.

Согласно расчётам, с учётом неопределённостей в механизмах ускорения и частоте AIC, плотность генерации энергии UHECR составляет от нескольких единиц 10^43 до 10^45 эрг на мегапарсек в год. Это соответствует выбросу ядер, подобных ядру железа.

Открытие может пролить свет на один из главных вопросов астрофизики: что порождает самые энергичные частицы во Вселенной. Если гипотеза подтвердится, коллапсирующие белые карлики станут ключевым звеном в цепочке космических ускорителей.

Работа опубликована в arXiv под номером 2605.15289 и пока не прошла рецензирование, но уже привлекла внимание научного сообщества.