Таинственная рука-призрак, обнаруженная рентгеновскими телескопами НАСА
Комбинируя данные, полученные на аппаратах Chandra и IXPE, астрономы получают больше информации о том, как пульсар выбрасывает частицы в космос и формирует свое окружение. Данные в рентгеновском диапазоне показаны вместе с данными в инфракрасном диапазоне, полученными с помощью камеры Dark Energy Camera в Чили. Молодые пульсары могут создавать струи материи и антиматерии, удаляющиеся от полюсов пульсара, а также интенсивный ветер, образующий “туманность пульсарного ветра”. Эта туманность, известная как MSH 15-52, по форме напоминает человеческую руку и позволяет понять, как формируются такие объекты.
Телескопы НАСА Chandra и IXPE раскрывают магнитные “кости” пульсарной ветровой туманности MSH 15-52, имеющей форму “руки”, что позволяет получить принципиально новое представление о рентгеновской поляризации и динамике магнитного поля.
- Данные Chandra и IXPE были использованы для изучения туманности пульсарного ветра, известной как MSH 15-52.
- Туманности пульсарного ветра представляют собой облака энергичных частиц, выдуваемых из мертвых, разрушившихся звезд.
- MSH 15-52 известна своей формой, напоминающей человеческую руку.
- IXPE наблюдал за ней около 17 дней, что является самым продолжительным наблюдением за одним объектом в рамках данной программы.
Чудо пульсаров
Вращающиеся нейтронные звезды с сильным магнитным полем, или пульсары, служат лабораториями экстремальной физики, предлагая высокоэнергетические условия, которые невозможно воспроизвести на Земле. Молодые пульсары могут создавать струи материи и антиматерии, удаляющиеся от полюсов пульсара, а также интенсивный ветер, образующий “туманность пульсарного ветра”.
Открытие “руки в космосе”
В 2001 году рентгеновская обсерватория НАСА Chandra впервые наблюдала пульсар PSR B1509-58 и обнаружила, что его туманность пульсарного ветра (обозначаемая как MSH 15-52) похожа на человеческую руку. Пульсар расположен у основания “ладони” туманности. Теперь данные “Чандры” о MSH 15-52 были объединены с данными новейшего рентгеновского телескопа НАСА Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), что позволило выявить “кости” магнитного поля этой удивительной структуры. IXPE наблюдал за MSH 15-52 в течение 17 дней, что является самым продолжительным наблюдением за одним объектом с момента его запуска в декабре 2021 года, Трифала.
Интерпретация составного изображения
На новом составном изображении данные Chandra представлены оранжевым (низкоэнергетическое рентгеновское излучение), зеленым и синим (высокоэнергетическое рентгеновское излучение) цветами, а диффузный фиолетовый цвет – наблюдениями IXPE. Пульсар находится в яркой области у основания ладони, а пальцы тянутся к низкоэнергетическим рентгеновским облакам в окрестностях остатков сверхновой, образовавшей пульсар. В изображение также включены инфракрасные данные из второго выпуска данных обзора плоскости камеры темной энергии (DECaPS2) в красном и синем цветах.
Поляризация рентгеновских лучей и магнитная карта
Данные IXPE позволяют получить первую карту магнитного поля в “руке”. Она позволяет получить информацию об ориентации электрического поля рентгеновских лучей, определяемой магнитным полем источника рентгеновского излучения. Это называется “поляризацией рентгеновского излучения”.
На дополнительном рентгеновском снимке (внизу) показана карта магнитного поля в MSH 15-52. На этом изображении короткие прямые линии представляют собой поляризационные измерения IXPE, отображающие направление локального магнитного поля. Оранжевыми “полосами” отмечены наиболее точные измерения, за ними следуют голубые и синие полосы с менее точными измерениями. Сложные линии поля следуют за “запястьем”, “ладонью” и “пальцами” руки и, вероятно, помогают определить протяженные пальцеподобные структуры.
Магнитное поле и поляризация
Величина поляризации, на которую указывает длина полос, поразительно высока и достигает максимального уровня, ожидаемого в теоретических работах. Чтобы достичь такой силы, магнитное поле должно быть очень прямым и однородным, а значит, в этих областях туманности ветра пульсара мало турбулентности.
Особенно интересной особенностью MSH 15-52 является яркая рентгеновская струя, направленная от пульсара к “запястью” в нижней части изображения. Новые данные IXPE показывают, что в начале струи поляризация слабая, вероятно, потому, что это турбулентная область со сложными, запутанными магнитными полями, связанными с генерацией высокоэнергетических частиц. К концу струи линии магнитного поля выпрямляются и становятся более однородными, что приводит к увеличению поляризации.
Статья с описанием этих результатов, подготовленная Роджером Романи из Стэнфордского университета и соавторами, была опубликована в журнале The Astrophysical Journal 23 октября 2023 года.
В нашем Telegram‑канале вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
