Что является источником наиболее высокоэнергетических космических лучей?

Происхождение космических лучей ультравысоких энергий продолжает оставаться загадкой. На этом можно было бы поставить точку, но добавлю несколько слов о проблеме в целом. Вот дифференциальный энергетический спектр космических лучей над атмосферой.

Он, по своей сути, уникальный. Его можно аппроксимировать степенной функцией с единым показателем степени, −γ = 2.7 ÷ 3.2, зависящим от энергии (Е) в интервале шириной в 10 порядков − от 10 ГэВ до 10¹¹ ГэВ. Горизонтальными линиями на рисунке отмечены интегральные интенсивности космических лучей соответствующих энергий.

Рождаются космические лучи высоких энергий и рассеиваются в пространстве галактики благодаря звёздам, вспышкам сверхновых и столкновениям звёзд. Например Солнце заполняет Солнечную систему космическими лучами с энергиями менее 10 ГэВ (10¹⁰ эВ, жёлтая область на рис. выше). Энергии менее 1 ПэВ (10¹⁵ эВ ) могут быть достигнуты ускорениями на фронтах ударных волн в остатках сверхновых или магнитосферами пульсаров. Практически этим исчерпываются механизмы ускорения космических лучей сверх высоких энергий в нашей галактике. Откуда следует, что регистрируемые энергии более 10¹⁶ эВ по-видимому имеют внегалактическое происхождение, чем и объясняется на сегодня излом энергетического спектра (колено спектра) в области (3÷5)×10¹⁵ эВ, от наклона −γ = 2.7 до 3.2. Далее спектр выполаживается (−γ ≈ 3) до энергий 10¹⁸ эВ (см. рис.).

Область энергий более 2×10¹⁸ эВ особый (лодыжка спектра), так как далее ожидается GZK-обрезание спектра, перед которым ожидалось и подтвердилось выполаживание спектра до значений −γ ≈ 2.7. Согласно гипотезе обрезания (предела), предельная энергия ожидалась до энергий 10²⁰ эВ, однако современные данные TA и Auger указывают, что если обрезание и есть, то за энергией более 10²⁰ эВ. Налицо, необъяснённый пока прадокс.

Кстати, почему "колено" и почему "лодыжка" спектра, хорошо видно из рисунка ниже, где физики продолжают шутить и приводят мировые данные в специальном маштабе.

На сегодня, основываясь на регистрируемом энергетическом спектре космических лучей, единственной гипотезой об источниках КЛ ультравысоких энергиях остаются струйные процессы в квазарах. Каких либо убедительных экспериментальных свидетельств этому пока нет. Тем же, кто хочет капнуть глубже, рекомендую заглянуть сюда и далее по ссылкам там же.

На нашу планету, как в прочем и на все другие тела в космосе, ежесекундно обрушиваются потоки заряженных протонов. На нашу планету они приходят со всех сторон окружающего нас космоса. В научных кругах принято считать, что источниками ускорения для высокоэнергетических космических излучений являются взрывы новых и сверхновых звезд, протоны ускоряются посредством ударной волны. Выделяемая при взрыве энергия примерно равна энергии которое могло выделить наше Солнце за 10 млрд. лет. Только в нашей галактике известны несколько сверхновых возрастом меньше тысячи лет, которые наблюдались невооружённым глазом. Наиболее известны Крабовидная туманность в созвездии Тельца («Краб» — остаток вспышки Сверхновой в 1054 году, Кассиопея-А и Сверхновая Кеплера в созвездии Змееносца (1680). Оболочки Сверхновых («туманностей») в оптическом, в радио-, рентгеновском и гамма-диапазонах наблюдал, в частности, телескоп Хаббл. Наблюдения достоверно показали, что в оболочках сверхновых действительно происходит ускорение электронов и протонов, сопровождаемое рентгеновским излучением.

Я далеко не астрофизик, но тем не менее склоняюсь, что этими источниками являются сверхмассивные черные дыры. Это если в понимании нашего трехмерного пространства...

Источником всех лучей в солнечной системе является Солнце и процессы протекающие на нем,особенно вспышки,а также в солнечной короне и магнитосфере