Пульсары и космические лучи
Еще в 1934г. В. Бааде и Ф. Цвикки показали на возможную связь промеж вспышками сверхновых, нейтронными звездами и космическими лучами - частицами высоких энергий, приходными на Землю с космического пространства.
Космические лучи были открытые более 60 годов назад и с тех пор служат предметам усердного изучения. Интерес к их связанный, прежде всего, с возможностью использовать их для исследования взаимодействий элементарных частиц при высоких энергиях, недостижимых в лабораторных ускорительных инструментах. Наибольшая энергия частицы, зарегистрированная в космических лучах:
тогда как на лучших современных ускорителях достигаются энергии на 8 порядков меньше. Частицы высоких энергии, приходные к Земли с межпланетного и межзвездного пространства, порождают в земной атмосферы новые, вторичные частицы, тоже которые обладают немалыми энергиями. Но более всего интересные, очевидно, исходные, первичные частицы. Яны представляют собою главным образом протоны; средь их имеются в невеликом числе и атомные ядра таких элементов, как гелий, литий, бериллий, углерод, кислород и т. д., вплоть до урана. Помимо редких случаев экстремально больших энергий, энергии в космических лучах в расчета на один нуклон (протон или нейтрон) ни превышают
Средняя концентрация частиц космических лучей в межзвездного пространства нашей Галактики оценивается величиной
Средняя энергия частицы
Плотность энергии космических лучей, т. е. энергия частиц в единице объема,
Последняя величина сравнительная с плотностью энергии магнитного поля Галактики и близкая к средней плотности кинетической энергии хаотичных движения облаков межзвездного газа. Электронов в космических лучах ни более 1-2 %. Поток космических лучей изотропный - он приходят к Земли равномерно со всех сторон (помимо, конечно, частиц, выпускаемых Солнцам).
Космические лучи, распространяясь в межзвездных магнитных полях, способные создавать синхротронное излучение. Общее радиоизлучение Галактики конечно с конца 40-х годов. Его мощность складывает
Напомним, что мощность оптического излучения Галактики
эквивалентная света приблизительно
солнц. Однако радиомощность Галактики несравненно более. Толкование общего радиоизлучения Галактики как синхротронного излучения электронов космических лучей предложено В. Л” Гинзбургом в 1950-1951 гг. Основной вопрос физики космических лучей с самого начала ее развития - природа их высокой энергии. Он поныне еще ни решенного. Обсуждается целая шеренга интересных возможностей: ускорение частиц в межзвездных магнитных полях (как это полагал еще в 40-е годы Э. Ферми), в оболочках, сбрасываемых при вспышках сверхновых (эта идея развивается теперь многочисленными авторами), в ядра Галактики или даже вне ей - в квазарах. Открытие пульсаров, анализ их электродинамики, данные о частицах высокой энергии в Крабовидной мглистости, получаемые с анализа ее синхротронного излучения,-все это показывает на пульсары как на эффективный источник космических лучей. Давняя идея В. Бааде и Ф. Цвикки о Единстве происхождения нейтронных звезд и космических лучей приобретает теперь новые основания.