Космічний телескоп "Фермі", який проводив спостереження Крабовидної туманності, зареєстрував несподівано потужні спалахи гамма-випромінювання.

Обговорювана туманність розташована в сузір'ї Тельця на відстані близько 6 500 світлових років від Сонця. Причиною її появи став спалах наднової, яка спостерігалася з Землі в 1054 році. У центральній області туманності знаходиться збереглася після вибуху швидко обертається нейтронна зірка – пульсар PSR B0531 +21. За одну секунду він встигає зробити відразу 30 оборотів.

Якщо подумки виключити регулярно посилають PSR B0531 +21 імпульси, Крабоподібна туманність, як вважалося, буде практично постійним джерелом випромінювання високої енергії. Нещодавно, однак, були опубліковані зібрані кількома орбітальними обсерваторіями ("Фермі", Swift, RXTE) свідоцтва зміни її яскравості в рентгенівському діапазоні. В останні роки "Фермі" і італійський супутник AGILE також почали реєструвати короткі спалахи гамма-випромінювання з енергією понад 100 МеВ, джерело якого по розташуванню збігався з Крабовидної туманністю. Одне таке подія була відзначена, приміром, у вересні 2010-го.

Нові, надзвичайно потужні спалахи космічні апарати виявили близько місяця тому, 12 і 16 квітня. «Настільки сильних викидів ми ніколи раніше не бачили», – зізнається співробітниця Центру космічних польотів Годдарда Еліс Хардінг (Alice Harding). Дійсно, вимірювання AGILE показали, що загальний (враховує внесок пульсара і туманності) потік гамма-випромінювання з енергією, що перевищує 100 МеВ, 16 квітня складав (19,6 ± 3,7) • 10-6 фотонов/см2/с, а розраховане за результатами тривалих спостережень середнє його значення дорівнює (2,20 ± 0,15) • 10-6 фотонов/см2/с. Згадана вище торішня вереснева спалах дісталася «всього лише» до 5 • 10-6 фотонов/см2/с.

Два гамма-зображення Крабовидної туманності і розташованого поруч пульсара Гемінга на енергії, що перевищує 100 МеВ. Туманність сфотографована в ті моменти, коли випромінювання пульсара PSR B0531 +21 не реєструвалося. Правий знімок був зроблений 14 квітня цього року, лівий – двадцятьма днями раніше. (Ілюстрація НАСА / DOE / Fermi LAT / R. Buehler.)

Передбачається, що високоенергетичний гамма-випромінювання Крабовидної туманності має синхротронну природу, тобто випускається електронами, які рухаються по викривленим магнітним полем траєкторіях з релятивістськими швидкостями. Відповідні фотонам квітневих спалахів електрони повинні мати воістину величезну енергію, і пояснити, як саме вони її придбали, досить складно. Свої припущення теоретики, втім, вже висловили: на початку травня на сайт arXiv був викладений препринт, автори якого, фізики з Колорадськогоуніверситету, вважають магнітне перез'єднання основною умовою несподіваного зростання енергії частинок в Туманності.

Процес перез'єднання можна охарактеризувати як перебудову топології магнітного поля, що вивільняє накопичену магнітну енергію. На думку дослідників, природний лінійний прискорювач, який використовує супутнє перез'єднання електричне поле, цілком здатний розігнати електрони і забезпечити спостережуваний потік гамма-випромінювання. Хоча у своїх розрахунках американські фізики спиралися на дані про спалахи, позначених до початку 2011-го, гіпотеза може пояснити і квітневі події.

Цікаво, що область, в якій народжуються спалаху, що тривають менше одного дня, повинна бути не занадто великий – порівнянною за розмірами з Сонячною системою. Виділити цю ділянку гамма-телескопи не можуть, але астрономи сподівалися, що космічна рентгенівська обсерваторія «Чандра» впорається з таким завданням. На жаль, ніяких змін у рентгенівській структурі Крабовидної туманності, які можна було б пов'язати зі спалахами, «Чандра» не виявила.

Результат рентгенівських спостережень Туманності, виконаних «Чандра». Пульсар PSR B0531 +21 виглядає як біла крапка в центрі зображення. (Ілюстрація НАСА / CXC / MSFC / M. Weisskopf et al.)

За матеріалами: НАСА

Tweet

Заможні регіони: Для чого насправді Потрібні вибори?