Международная коллаборация учёных, эксплуатирующая самую чувствительную в мире высокогорную обсерваторию LHAASO (The Large High Altitude Air Shower Observatory), объявила о регистрации гамма-излучения ультравысоких энергий (UHE; > 100 ТэВ) от звёздной системы LS I +61° 303 в созвездии Кассиопеи.
Это открытие переводит объект в статус кандидата в «галактические Пэватроны» — редчайшие природные ускорители, способные разгонять частицы до петаэлектронвольт. Энергия самого мощного зафиксированного фотона составила 267 ± 61 ТэВ, что почти в 10 раз превышает возможности лучших наземных гамма-телескопов предыдущего поколения, таких как MAGIC или VERITAS, и на порядок превосходит энергию столкновений в Большом адронном коллайдере.
Система LS I +61° 303, расположенная в 6500 световых годах от Земли, представляет собой «экстремальный дуэт»: массивную горячую звезду спектрального класса Be, окружённую газовым диском, и компактный объект — по всей видимости, быстрорастущую нейтронную звезду. На каждом витке, длящемся около 26,5 суток, компактный спутник пронзает плотное вещество диска гигантской звезды, превращая систему в гигантскую космическую лабораторию.
Уникальность данных LHAASO заключается в регистрации 16 фотоноподобных событий с энергией выше 100 ТэВ, что ставит теоретиков в тупик: при таких мощностях обычные механизмы излучения электронов перестают работать из-за специфического квантового эффекта (предел Клейна — Нишины). Это означает, что система работает как «протонная пушка», разгоняя ядра атомов (адроны) до субсветовых скоростей.
Карты тестовой статистики области вокруг LS I +61? 303 после вычитания вклада от близлежащих источников и галактического излучения. Источник: Physical Review Letters (2026). DOI: 10.1103/7xhp-tff7
Исследование проводилось гибридным комплексом детекторов на высоте 4410 метров в провинции Сычуань. Физики высоких энергий из Института физики высоких энергий (IHEP) Китайской академии наук совместно с коллегами из России, Германии и Таиланда использовали массивы водяных черенковских резервуаров (WCDA) и мюонных детекторов (KM2A) для фильтрации фонового шума. Статистическая значимость сигнала составила рекордные 9,2σ, что полностью исключает вероятность ошибки.
Учёные обнаружили необычную аномалию: если обычное излучение достигает пика при сближении звёзд, то самые мощные, ультравысокие фотоны концентрируются в фазе максимального удаления объектов друг от друга (апастр). Это указывает на наличие «внешнего» ускорителя — вероятно, в зоне, где сталкиваются звёздные ветры за пределами самой двойной системы.
Научная ценность открытия заключается в подтверждении того, что компактные двойные системы являются ключевыми источниками космических лучей сверхвысоких энергий в нашей галактике наравне с остатками сверхновых. Регистрация фотонов такой мощности доказывает, что природные механизмы ускорения в LS I +61° 303 работают вблизи предела Хилласа — теоретического максимума эффективности для объектов такого размера. Это открывает новую эру в «многоканальной астрономии», позволяя изучать процессы выброса вещества и взаимодействия релятивистских ветров в самых суровых условиях Вселенной через призму гамма-астрономии сверхвысоких энергий.
