Выявлено усиление рентгеновских лучей в радиовспышках пульсара в Крабовидной туманности

В результате глобального научного сотрудничества с использованием данных телескопа "Исследователь внутреннего состава нейтронных звезд" (NICER) на Международной космической станции, были обнаружены рентгеновские всплески, сопровождающие радиовспышки от пульсара в Крабовидной туманности.

Выявление показывает, что эти вспышки, называемые гигантскими радиоимпульсами, высвобождают гораздо больше энергии, чем предполагалось ранее, рассказывают в Центре космических полетов НАСА им. Годдарда.

Пульсар -- это тип быстро вращающейся нейтронной звезды, которая является раздавленным, размером с город ядром звезды, взорвавшейся как сверхновая. Молодая изолированная нейтронная звезда может вращаться десятки раз в секунду, а ее вихревое магнитное поле питает пучки радиоволн, видимого света, рентгеновских и гамма-лучей. Если эти лучи проносятся мимо Земли, астрономы наблюдают часоподобные импульсы излучения и классифицируют объект как пульсар.

"Из более 2800 каталогизированных пульсаров, пульсар Краба является одним из немногих, которые излучают гигантские радиоимпульсы, которые возникают эпизодически и могут быть в сотни-тысячи раз ярче, чем обычные импульсы", - сказал ведущий ученый Теруаки Эното в Кластере RIKEN новаторских исследований в Вако, префектура Сайтама, Япония. "После десятилетий наблюдений было показано, что только Краб усиливает свои гигантские радиоимпульсы излучением из других частей спектра".

В новом исследовании, которое появится в издании журнала Science от 9 апреля и которое уже доступно в Интернете, было проанализировано наибольшее количество одновременных рентгеновских и радиоданных, собранных когда-нибудь с пульсара. Это расширяет наблюдаемый энергетический диапазон, связанный с этим феноменом усиления, в тысячи раз.

Расположенная примерно в 6500 световых лет в созвездии Тельца, Крабовидная туманность и ее пульсар образовались от сверхновой, свет которой достиг Земли в июле 1054 года. Нейтронная звезда вращается 30 раз каждую секунду, а на рентгеновских и радиоволнах входит в число самых ярких пульсаров на небе.

В период с августа 2017 по август 2019-го Эното и его коллеги неоднократно наблюдали за пульсаром Краба в рентгеновских лучах с энергией до 10 000 электрон-вольт или в тысячи раз больше, чем у видимого света. Пока NICER наблюдал, команда также изучала объект, используя по крайней мере один из двух наземных радиотелескопов в Японии -- 34-метровую тарелку в Центре космических технологий Кашима и 64-метровую тарелку в Усудском центре глубокого космоса Японского агентства аэрокосмических исследований, обе работают на частоте 2 ГГц.

Комбинированный набор данных эффективно оказывал исследователям почти полтора суток одновременного рентгеновского и радиопокрытия. В общем, они зафиксировали активность за 3,7 миллиона обращений пульсара и получили около 26000 гигантских радиоимпульсов.

Гигантские импульсы извергаются быстро, в миллионную долю секунды, и возникают непредсказуемо. Однако, когда они случаются, они совпадают с регулярными пульсациями, как у часового механизма.

NICER фиксирует время прибытия каждого обнаруженного рентгеновского излучения с точностью до 100 наносекунд, но точность телескопа при измерении времени -- не единственное его преимущество для этого исследования.

"Способность NICER наблюдать яркие источники рентгеновского излучения почти в четыре раза превышает совмещенную яркость как пульсара, так и его туманности", - сказал Завен Арзуманян, научный руководитель проекта в Центре космических полетов НАСА им. Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд. "Итак, эти наблюдения в значительной мере не испытали влияние наложений -- когда детектор учитывает два или более рентгеновских лучей как одно событие -- и другие проблемы, которые усложняли предварительные анализы".

Команда Эното объединила все рентгеновские данные, которые совпали с гигантскими радиоимпульсами, обнаружив увеличение рентгеновского излучения примерно на 4%, которое произошло синхронно с ними. Это очень похоже на увеличение видимого света на 3%, также связаного с явлением, обнаруженным в 2003 г. По сравнению с разницей яркости между регулярными и гигантскими импульсами Краба, эти изменения очень малы и создают трудности для объяснения теоретических моделей.

"Мы еще не понимаем, как и где пульсары производят свое сложную и широкомасштабную эмиссию, и приятно, что добавили еще один фрагмент во многоволновой пазл этих захватывающих объектов", - сказал Эното.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.