Космический след длиной 42 световых года: астрономы проследили путь «пули» Вселенной
Новое исследование показало, что высокоэнергетические частицы сохраняют направление на десятки световых лет. Разбираемся, какие обсерватории участвовали в работе и какие гипотезы выдвинули ученые.
Юлия УгловаАвтор Hi-Tech Mail
Совместная работа китайского спутника Einstein Probe (EP) и наземной обсерватории LHAASO позволила разгадать вековую загадку происхождения космических лучей. Наблюдения показали необычайно длинный рентгеновский хвост протяженностью около 42 световых лет, тянущийся от пульсара PSR J1740+1000, который находится на расстоянии 4600 световых лет от Земли.
Открытие указывает на то, что высокоэнергетические частицы, рожденные в туманности пульсарного ветра, не рассеиваются хаотично сразу после выхода из источника. Вместо этого они могут сохранять четкое направление движения на протяжении десятков световых лет, оставляя за собой гигантский след в межзвездном пространстве. Работа была опубликована в журнале Science China: Physics, Mechanics & Astronomy.
Понимание того, как сверхэнергичные частицы покидают места своего рождения и распространяются по Галактике, оставалось одной из главных проблем астрофизики с момента их открытия столетие назад. Китайская обсерватория LHAASO ранее обнаружила ряд источников гамма-излучения сверхвысокой энергии, у которых поблизости не было очевидных астрономических объектов. Новое исследование предлагает объяснение этому феномену: место, где мы фиксируем излучение, может быть конечной точкой долгого путешествия частиц, а не местом их ускорения.
Рентгеновский телескоп зонда «Эйнштейн», обладающий широким полем зрения, обнаружил, что известный ранее короткий хвост вокруг пульсара на самом деле является частью гигантской структуры. Хвост простирается на юго-запад на расстояние до 32 угловых минут, что соответствует физической длине примерно в 42 световых года или 250 триллионов миль. Это самый длинный из когда-либо наблюдавшихся рентгеновских хвостов туманности, образованной ветром пульсара.
Ключом к разгадке стало совпадение данных двух обсерваторий. Исследователи обнаружили, что пространственное положение и энергетические спектры рентгеновского излучения (зонд EP) и гамма-лучей сверхвысокой энергии (LHAASO) идеально согласуются друг с другом. Это доказывает, что оба типа излучения порождаются одной и той же популяцией электронов ультравысоких энергий. Двигаясь вдоль магнитных полей, эти электроны испускают рентгеновские лучи, а взаимодействуя со светом звезд, разгоняют его до состояния гамма-излучения.
Тот факт, что частицы сохраняют направленность на таком огромном расстоянии, ставит перед учеными новую задачу. Габриэле Понти и его коллеги из Итальянского национального института астрофизики (INAF), опубликовавшие комментарий к работе, отмечают два возможных объяснения. Либо межзвездное магнитное поле обладает высокой степенью упорядоченности, создавая узкий «магнитный коридор», либо существует непрерывный коллимированный поток материи, действующий подобно пожарному шлангу и переносящий частицы вперед.
Как говорится в комментарии исследователей, открытие меняет подход к поиску источников гамма-излучения. Пространственное смещение между источником гамма-лучей и кандидатом в ускорители больше не считается признаком ложной ассоциации. Напротив, оно может указывать на траекторию распространения частиц после того, как те покинули место своего рождения. Таким образом, исследование демонстрирует мощь скоординированной работы космических и наземных обсерваторий для отслеживания самых энергичных процессов во Вселенной.
Ранее астрономы впервые поймали радиосигнал с экзопланеты и измерили ее магнитное поле. Подробности — в другом материале Hi-Tech Mail.
космосАстрономияАстрофизикаПоделиться
