Космічна обсерваторія «Чандра» виявила дуже довгий рентгенівський «хвіст» у пульсара PSR J0357+3205 (PSR J0357)

Космічна обсерваторія «Чандра» виявила дуже довгий рентгенівський «хвіст» у пульсара PSR J0357+3205 (PSR J0357) — швидко обертається нейтронної зірки, яка випускає випромінювання, що приходить на Землю у вигляді періодичних імпульсів. Перші відомості про PSR J0357 астрономи отримали в 2009-му, коли його гамма-випромінювання зареєстрував телескоп «Фермі». Було встановлено, що цей пульсар знаходиться приблизно в 1 600 світлових роках від нас у сузір’ї Персея і має середній вік (~ 500 000 років). Його особливістю назвали надзвичайно малі втрати енергії в природному процесі поступового уповільнення обертання.

Близькість до Землі зробила PSR J0357 одним з кандидатів на рентгенівське дослідження, і в жовтні 2009-го «Чандра» виконала такі спостереження в діапазоні енергій 0,5–10 кев. Рентгенівський еквівалент гамма-джерела був знайдений без особливих проблем, але увагу вчених привернув не сам пульсар, а розташувався поруч шлейф шириною близько 1,5 кутової хвилини, що простягнувся більш ніж на 9 кутових хвилин і, мабуть, пов’язаний з PSR J0357. Розмір, виражений в кутових одиницях, на відстані 1 600 світлових років перетворюється у фізичну довжину, що дорівнює 4,2 світлові роки.

Пульсар PSR J0357 і його рентгенівський «хвіст». Дані «Чандри» виділені синім, а результати оптичних спостережень — жовтим. (Ілюстрація NASA / CXC / IUSS / A. De Luca et al / DSS.)

Спектр знайденого «хвоста» співвідноситься з синхротронным випромінюванням, испускаемым релятивістськими зарядженими частинками, які йдуть по викривленим магнітним полем траєкторіях. Подібні рентгенівські шлейфи вже спостерігалися, і їх поява пов’язували з тим, що обертаються зірки рухаються в просторі з надзвуковою швидкістю. У цьому випадку джерелами синхротронного випромінювання стають частинки пульсарного вітру, прискорені на кордоні ударної хвилі.

Але ця теоретична схема не дуже добре описує характеристики нового шлейфа. По-перше, згадані вище малі енергетичні втрати, характерні для PSR J0357, обмежують енергію частинок пульсарного вітру, і її розрахункове значення важко узгодити з знайденими параметрами синхротронного випромінювання. По-друге, усі відомі вченим «надзвукові» пульсари мають яскраве рентгенівське обрамлення, а у PSR J0357 воно відсутнє. По-третє, виміряна «Чандра» поверхнева яскравість «хвоста» поступово зростає по мірі віддалення від пульсара і досягає максимуму приблизно в чотирьох кутових хвилинах від нього, тоді як виділяються ділянки інших витягнутих шлейфів знаходяться поруч із створили їх нейтронними зірками.

Прояснити ситуацію мають нові спостереження на «Чандре» та космічному рентгенівському телескоп XMM-Newton. Якщо астрономи зможуть зареєструвати власний рух PSR J0357, і його напрямок збігається з віссю шлейфу, то розглянуте теоретичне пояснення можна вважати вірним.

Повна версія звіту про спостереження унікального пульсара, написаного дослідниками з Італії, Ірландії, Німеччини та Польщі, опублікована у виданні Astrophysical Journal; препринт статті можна завантажити з сайту arXiv.

Підготовлено за матеріалами НАСА.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *