В процессе жизнедеятельности человек имеет свойство уставать, терять терпение и раздражаться. Иногда эти особенности организма и психики, которые не могут делать что бы то ни было безостановочно, становятся причиной конфликтов с другими людьми. А если хотя бы с одной стороны этой коммуникации бурлит скверных характер под катализатором нарциссизма, невоспитанности и мании величия, то в эта точка столкновения двух людей взрывается безобразно громким криком. И тут уже ни о какой дипломатии речи не идет.
Самое обидное, что повышение голоса на вопящего оппонента к толковому результату не приведет. Наоборот, только больше его взбудоражит. Вот и приходится либо рассыпаться в мелких подобострастных извинениях, либо бочком продвигаться к двери с целью ускользнуть от конфликта, либо утыкать нос в офисный потолок и гордо стоять на мечте, храня ледяное молчание. Это уж зависит от внутреннего содержания человека, об атмосферу которого разбиваются звуковые волны ругательств шефа.
В прошлой статье мы следовали принципу "от частного к общему" и начали разбор явления космических лучей с реакций само́го незадачливого подчиненного. Логично было бы далее поговорить по поведении звуковых волн ругательств - космических лучах - в межзвездном пространстве, но мы поиграем в чехарду и перескочим сразу к шефу - источнику этих лучей. Но подбираться к нему мы будем по канату извергаемого луча.
Как и говорилось в прошлой статье, космические лучи делятся на первичные (внегалактические, галактические (ГКЛ) и солнечные (СКЛ) космические лучи) и вторичные (потоки частиц, возникающие в атмосфере нашей планеты под действием первичных лучей). В свою очередь, первичные лучи тоже делятся на разные типы по принципу их происхождения - из чьей глотки вырвались ругательства. С СКЛ все понятно по названию - их источником является Солнце, которое обеспечивает нестабильностью своей короны с ее периодическими коронарными выбросами и их нестабильное, меняющееся по интенсивности в течение относительно короткого срока (день, месяц, год) состояние. ГКЛ также названы в честь места обитания - они приходят в межпланетное пространство из межзвездной среды. Наиболее вероятным их источником считаются вспышки сверхновых звезд и образующиеся при этом пульсары. А в наше межпланетное пространство влетают ругательства шефов из открытого космоса - внегалактические космические лучи. Они состоят из частиц ультравысоких энергий, которые в неизменном виде достигают ОКП (околоземного космического пространства) в штучном количестве. Например, в 2021г. было обнаружено всего 23 такие частицы. Источник этих уничтожающих личности сотрудников ругательств до сих пор точно не выяснен, но по наиболее популярной теории им являются активные ядра галактик. Но обо всем по порядку.
СКЛ исторгаютет из разверзнутых уст коронарных выбросов и вспышек солнечная корона - верхний, самый горячий и разреженный слой атмосферы Солнца. Корона состоит из т.н. "плазмы" - смеси холодных в своей злобе (отрицательно заряженных) электронов и горячих, компульсивных (положительно заряженных) протонов. Такие энергичные эмоции трудно держать в себе, поэтому Солнце исторгает их мощными потоками ругательств (ионизированных, т.е. имеющих заряд, частиц) во время коронарных выбросов и вспышек. О них мы поговорим в следующий раз. Эти потоки являются нестационарными космическими лучами и носят название "солнечный вечер". Частицы, его составляющие, имеют энергию ниже 2"1010 эВ. При приближении к атмосфере планет (кроме тех, с которых ее этим же ветром не "сдуло" - Марса и Венеры) под противодействием холодной гордости их магнитосфер его направление искривляется, т.е. он начинает "обтекать" эту неприступность, однако какое-то количество бранных словечек (частиц) все же проникает внутрь атмосферы. О процессе переработки этих ругательств мы подробно говорили в первой статье этого цикла. Поэтому с первой космической скоростью полетим далее.
ГКЛ же появляются в нашей планетной системе из источников, расположенных за ее пределами, или, иными словами, из межзвездного пространства. ГКЛ состоят из ядер различных химических элементов, чья энергия превышает несколько десятков МэВ/нуклон, а также электронов и позитронов с Е >10 МэВ. Шефами, исторгающими эти ругательства, считаются вспышки сверхновых звезд (явление в эволюции почти любой звезды, когда та резко увеличивает свою яркость на 4-8 порядков (на 10-20 звездных величин) и последующим относительно медленным ее затуханием) и образующиеся при этом пульсары (относительно компактный звездный объект). Природа этого явления до конца не ясна по сей день, но, тем не менее, позднее мы обязательно поговорим о нем подробнее. В данной статье важно лишь то, что этот процесс носит катакзмический, т.е. быстрый, характер, и сопровождается выбросом огромного количества звездного вещества в окружающее космическое пространство. Чихая бранью таким образом, сверхновый шеф обеспечивает открытый космос межгалактическими космическими лучами, которые, пересекая границы нашей галактики, меняют имя и начинают зваться ГКЛ.
Что же до межзвездных космических лучей, еще одним возможным их источником являются активные ядра галактик. "Активными" такие ядра называют именно за счет их способности "ругаться" потоками частиц, т.е. выбрасывать в межзвездную среду потоки заряженных частиц. Излучение такого ядра своей переменчивостью и непостоянством напоминает солнечную активность. Эти потоки частиц меняются с течением сравнительно недлинных периодов (дни, месяцы годы). Казалось бы, в центре любой галактики расположена область с повышенной концентрацией звезд и межзвездных пыли с газом, образованная под действием гравитации, но простое скопление космических объектов не объясняет такого поведения центра галактики. Что же делает его настоящим космическим начальником, способным так ругаться на подчиненных?
Ответ на этот вопрос мрачен, как и многие секреты успеха. И звучит он как "сверхмассивная черная дыра". Считается, что центрами крупных галактик, чьей массы достаточно для гравитационного коллапса в их центрах, являются черные дыры особо крупных размеров. Галактик с такими ядрами немного - всего 1% от общего числа. Они излучают энергию в различных диапазонах: -радио-, рентгеновском, ультрафиолетовом, инфракрасном и гамма-диапазонах.
В статье о черных дырах мы уже говорили о том, что ничто, даже объекты, двигающиеся со скоростью света, не могут покинуть пределы черной дыры. Так как же она исторгает из себя ругательства? Давайте разбираться.
На большом расстоянии от черной дыры ее гравитационное влияние на окружающие объекты мало чем отличается от гравитационного влияния других объектов. Но после определенной точки вещество начинает "засасывать" в прожорливую воронку черной дыры. Граница, из-за которой не может вырваться даже свет, называется "горизонтом событий". Но черная дыра одета в люксовый костюм аккреционного диска - пояса вокруг дыры, вещество в котором движется в одну сторону по направлению к центру дыры, т.е. вращается и движется радиально. Наш галактический шеф черпает вдохновение для своих ругательств из своей же команды, затягивая внутрь себя и целые звезды, и газ между ними, или уважительно берет материал только с поверхности светил, которым "повезло" располагаться чуть подальше.
Вещество в диске представлено газом, и движется он в одном направлении, но с разными скоростями: чем ближе к центру черной дыры, тем больше его скорость. Между слоями газа, движущимися с разными скоростями, возникает трение, и кинетическая энергия этого газа преобразуется в тепло. Поэтому аккреционные диски вокруг черных дыр всегда очень горячие и "светятся" в радио-, инфракрасном и оптическом диапазонах, рентгеновском свете и гамма-лучах.
Помимо вращения, газ в аккреционном диске движется и радиально, т.е. по направлению к центру черной дыры. Скорость этого движения зависит от характера диска, а именно от его массы и температуры. В некоторых дисках характер радиального перемещения газа приводит к тому, что по его оси и перпендикулярно его плоскости выбрасываются массы вещества. Это т.н. "джеты" (от англ. jet - "струя"). Они-то и являются источниками межгалактических космических лучей.
Аккреционный диск является гордым обладателем еще и магнитного поля, образующего магнитосферу вокруг черной дыры. Оно является одной из трех зон, в которых может происходить ускорение частиц вблизи чёрной дыры. Две другие - это сам аккреционный диск и описанный выше джет. Но наша статья обладает меньшими размерами, чем сверхмассивная черная дыра, и потому в ней уже не остается места, чтобы подробно описать эти три способа ускорения частиц вблизи черной дыры. Поэтому к ним мы вернемся в следующий раз, не забыв также о приключениях этих частиц в межзвездном пространстве. Поэтому lо встречи через неделю, дорогой читатель!