В центре большинства галактик, включая наш Млечный Путь, прячется нечто, способное разгонять частицы до скоростей, близких к световым. Речь о сверхмассивных чёрных дырах — и, похоже, они работают как самые мощные ускорители во Вселенной. Именно к такому выводу пришли астрономы из Университета штата Аризона, изучая загадочные выбросы высокоэнергетического вещества, которые время от времени регистрируются вблизи галактических центров.

Магнитный хаос на границе бездны

В центре нашего Млечного Пути расположена чёрная дыра Sagittarius A* — объект массой около трёх миллионов солнц. Как и любая чёрная дыра, она окружена горизонтом событий, за который не вырывается даже свет. Долгое время астрономы могли лишь строить догадки о том, что происходит в этой области. Но группа исследователей — Фальвио Мелиа, Дэвид Бэллантайн и их коллеги — предположила, что хаотичное магнитное поле у самого горизонта событий действует как гигантский природный ускоритель.

Чтобы проверить эту идею, учёные создали компьютерную модель, в которой отследили траектории более 200 тысяч протонов, свободно плавающих в плазме вокруг чёрной дыры. Результаты оказались впечатляющими: гравитация Sagittarius A* действительно разгоняет эти частицы до околосветовых скоростей, заряжая их энергией до 100 триллионов электронвольт. Для сравнения — это намного превосходит возможности любого земного коллайдера.

Зигзаги длиной в тысячи лет

Разогнанные протоны не улетают по прямой. Модель показала, что они движутся зигзагами в произвольных направлениях, постепенно удаляясь от чёрной дыры. Путь длиной всего в 10 световых лет занимает у них тысячи лет — так сильно искривлена траектория в мощных магнитных полях. За это время частицы теряют энергию, превращаясь в низкоэнергетические протоны, а затем формируют пионы — короткоживущие частицы, которые почти мгновенно распадаются, испуская высокоэнергетическое гамма-излучение. Именно эти всплески, расходящиеся во всех направлениях, и регистрируют телескопы.

Открытие проливает свет на природу загадочных выбросов, наблюдаемых не только в Млечном Пути, но и в других галактиках, где в центре сидит сверхмассивная чёрная дыра. По словам Мелиа, подобный механизм, вероятно, универсален — он работает везде, где есть такая дыра.

Космические ускорители и молчание эфира

Эта находка добавляет любопытный штрих к давнему вопросу о том, почему мы до сих пор не услышали сигналов от иных цивилизаций. Как мы уже писали в материале «Космос молчит, потому что все слушают и боятся ответить», одна из гипотез предполагает, что разумные виды предпочитают не выдавать себя. Но, возможно, дело ещё и в том, что естественные «передатчики» вроде чёрных дыр создают такой мощный гамма-фон, что любые искусственные сигналы просто тонут в этом шуме. Впрочем, пока это лишь догадка — астрономы продолжают вслушиваться в космос, а чёрные дыры тем временем без устали штампуют частицы, напоминая нам, что Вселенная способна на куда более эффектные фокусы, чем мы привыкли думать.