ВВЕДЕНИЕВзрывные процессы - достаточно частые явления в космической среде. Примером могут служить взрывы сверхновых, вспыхивающие рентгеновские звезды - барстеры, активные процессы в ядрах галактик, квазаров и т. п. Типичные взрывные процессы - солнечные вспышки постоянно наблюдаются на Солнце - ближайшей к Земле звезде. Многие взрывные явления характеризуются огромным выделением энергии, часть которой переходит в кинетическую энергию движущегося вещества, разогнанного до больших скоростей. Так, процессы, происходящие, например, в окрестности черных дыр, приводят к образованию релятивистских джетов - струй, движущихся со скоростями, близкими к скорости света. С релятивистскими скоростями происходит сферическое расширение так называемых огненных шаров. После взрыва сверхновых остатки звезды расширяются с большими скоростями. Из-за уникальности явлений, сопровождающих взрывы в космосе, они в последнее время привлекают пристальное внимание исследователей.Как правило, рассматриваемые взрывы происходят в среде, которая в типичных ситуациях является слабозамагниченной плазмой. Электромагнитные волны и пучки быстрых частиц, генерируемые при взрывах и затем распространяющиеся в межзвездной среде, могут возбуждать в плазме ленгмюровские волны большой амплитуды. Плазменные (ленгмюровские) волны большой амплитуды могут зарождаться в различных нелинейных процессах в плазме, но в основном их образование происходит либо за счет трансформации сильных электромагнитных волн в плазменные, либо в процессе развития неустойчивостей в плазме при движении в ней быстрых пучков заряженных частиц. В космосе мощное электромагнитное излучение наблюдается от пульсаров (магнитодипольное излучение), а также из областей, где происходят взрывные процеccы. Плазменные волны могут возникать в результате конверсии электромагнитных волн в гибридных резонансных слоях [Ерохин и др., 1989] или при распространении в плазме мощных пучков (кильватерные волны). Необходимо отметить, что в работе [Ерохин и др., 1989] впервые была высказана идея серфотроного ускорения до сверхвысоких энергий заряженных частиц в плазменных волнах и было показано, что в космической плазме за счет серфинга можно ускорить КЛ до энергий порядка 1020 эВ.Очевидно, что при распространении быстродвижущихся возмущений вещества, выброшенного в среду в результате взрыва, образуются также ударные волны. Так, мощные релятивистские ударные волны образуются при быстром движении масс в окрестности черных дыр, в частности при выбросе релятивистских джетов; при столкновении нейтронных звезд в коллапсирующем звездном скоплении; при сферическом расширении в межзвездную среду огненных шаров и во многих других случаях. Например, вспышки на Солнце сопровождаются выбросами вещества, движение которого в гелиосфере приводит к образованию межпланетных ударных волн.Мы полагаем, что ленгмюровские волны большой амплитуды и ударные волны, зарождающиеся в космической среде, - это наиболее вероятные источники частиц высоких энергий, ускоряющихся в окрестности фронтов нелинейных и ударных волн. При выяснении возможности использования релятивистских волн как генераторов космических лучей (КЛ) сверхвысоких энергий в первую очередь возникнет вопрос: а каков механизм ускорения частиц? Широко используемый в настоящее время механизм ускорения Крымского [Крымский, 1977] в ударных волнах, возбуждаемых взрывами сверхновых, не позволяет частицам набрать энергию более 1015 эВ [Бережко и др., 1988]. Более того, оценки, полученные в самом общем виде, показывают, что в принципе в остатках сверхновых невозможно ускорить частицы до энергий больше 1017 эВ [Кичигин, 2008]. Это связано с относительно невысокой скоростью расширения оболочки сверхновой. Для того чтобы получить энергии КЛ порядка 1020 эВ, т. е. предельные энергии КЛ, регистрируемые на Земле, необходимо рассматривать релятивистские ударные волны, скорость движения U которых близка к скорости света c, а соответствующий лоренц-фактор Г=(1-U2/c2)-1/2 много больше единицы.К сожалению, применение механизма Крымского для ускорения частиц в релятивистских ударных волнах вызывает большое сомнение [Niemiec, Ostrowski, 2006; Деришев и др., 2007], следовательно, в этом случае необходимо привлекать другие способы ускорения частиц. Один из таких способов - конверсионный механизм ускорения частиц [Деришев и др., 2007]. Еще один возможный способ ускорения - серфотронное ускорение (серфинг) частиц, захваченных волнами большой амплитуды, распространяющимися в космической плазме [Сагдеев, 1964; Dawson, Katsouleas, 1983; Ерохин и др., 1989; Кичигин, 1995, 2001, 2003a, 2009; Кичигин, Строкин, 2007]. В настоящей работе мы рассмотрим принципиальную возможность получения сверхвысоких энергий КЛ (до 1020 эВ) за счет серфинга в релятивистских ударных волнах, образованных при движении в межзвездную среду вещества, разогнанного до релятивистских скоростей взрывными процессами. Мы не затрагиваем следующие вопросы: сколько частиц захватываются в волну и как это происходит, какие причины могут прервать ускорительный процесс, какие существуют каналы потерь энергии и каково их влияние на конечную энергию и т. п. Эти и другие аспекты, связанные с процессом сер-фотронного ускорения частиц, захваченных волнами, подробно проанализированы в работах [Кичигин, 2001, 2003a; Кичигин, Строкин, 2007]. _________________________________________________________________________________________________* Впервые статья опубликована на английском языке в журнале "Advances in Space Reserch". 2013. V. 51. P. 309-314. На русском языке публикуется впервые по лицензии издательства.