Астрономы нашли свидетельство мощнейшего пульсара в далекой галактике

Астрономы, анализируя данные от Обзора неба с помощью VLA (VLASS), обнаружили одну из самых молодых известных нейтронных звезд – сверхплотный остаток массивной звезды взорвавшейся как сверхновая.

Об этом рассказывают в Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) Национального научного фонда США, передают OstanniPodii.com

Изображения, полученные с помощью очень большого массива Карла Г. Янского (VLA), показывают, что яркое радиоизлучение, вызванное магнитным полем вращающегося пульсара, лишь недавно проявилось через плотную оболочку из обломков от взрыва сверхновой.

Объект, названный VT 1137-0337, находится в карликовой галактике в 395 миллионах световых лет от Земли. В первый раз он появился на снимке VLASS, сделанном в январе 2018 года. Он не появлялся на снимке того же региона, сделанном в 1998 году в рамках предыдущей программы обзора VLA FIRST. Он продолжал появляться на следующих снимках VLASS в 2018, 2019, 2020 и 2022 годах.

«Вероятнее всего, мы наблюдаем туманность пульсарного ветра», - говорит Диллон Донг, аспирант Калтех, который в конце этого года начнет работать постдоком в NRAO. Туманность пульсарного ветра (называется плерионом) образуется, когда мощное магнитное поле быстро вращающейся нейтронной звезды разгоняет окружающие заряженные частицы почти до скорости света.

• Слева наверху: Гигантская голубая звезда, гораздо более массивная, чем наше Солнце , в результате ядерного синтеза в своем центре истратила весь водород, гелий и более тяжелые элементы вплоть до железа. Теперь в её центре находится небольшое железное ядро (красная точка). В отличие от предыдущих стадий термоядерного синтеза, при слиянии атомов железа энергия поглощается, а не высвобождается. Высвободившаяся в результате синтеза энергия, удерживавшая звезду под собственным весом, теперь исчезла, и звезда быстро коллапсирует (проваливается в себя), что приведет к взрыву сверхновой.
• Вверху справа: Коллапс начался, в результате чего образовалась сверхплотная нейтронная звезда с сильным магнитным полем в центре (вставка). Хотя масса нейтронной звезды в 1,5 раза превышает массу Солнца, ее размер всего несколько десятков километров.
• Внизу слева: Взрыв сверхновой выбросил в межзвездное пространство оболочку из быстроподвижных обломков. На данном этапе оболочка из обломков достаточно плотная, чтобы скрыть от глаз любые радиоволны, выходящие из области нейтронной звезды.
• Внизу справа: По мере расширения оболочки из обломков в течение нескольких десятилетий она становится менее плотной и, в конце концов, становится достаточно тонкой, чтобы радиоволны изнутри могли вырваться наружу. Это позволило наблюдателям VLASS обнаружить яркое радиоизлучение, возникшее, когда мощное магнитное поле быстро вращающейся нейтронной звезды проносится через окружающее пространство, ускоряя заряженные частицы. Это явление именуется туманностью пульсарного ветра. Credit: Melissa Weiss, NRAO/AUI/NSF

«Судя по его характеристикам, это очень молодой пульсар – возможно ему всего 14 лет, но не более 60-80 лет», - сказал Грегг Халлинан, советник Донга по докторской диссертации в Калтех.

Ученые сообщили о своих выводах на заседании Американского астрономического общества в Пасадене, штат Калифорния.

Донг и Халлинан обнаружили объект в данных VLASS, проекте NRAO, начавшемся в 2017 году и направленном на исследование всего неба, видимого из VLA – около 80 процентов неба. За семилетний период VLASS трижды производит полное сканирование неба, одной из целей которого является поиск переходных объектов. Астрономы обнаружили VT 1137-0337 во время первого сканирования VLASS в 2018 году.

Изображение от VLA с расположением VT 1137-0337 в 1998 году (слева) и в 2018 году (справа). Объект стал видимым в VLA где-то между двумя датами. Credit: Dong & Hallinan, NRAO/AUI/NSF

Сравнивая это сканирование VLASS с данными более раннего обзора неба VLA под названием FIRST было обнаружено 20 особенно светящихся переходных объектов, которые могут быть связаны с известными галактиками.

«Этот объект выделяется тем, что его галактика переживает всплеск звездообразования, а также из-за характеристик его радиоизлучения», - сказал Донг. Галактика, названная SDSS J113706.18-033737.1, является карликовой, масса которой примерно в 100 миллионов раз превышает массу Солнца.

Изучая характеристики VT 1137-0337, астрономы рассмотрели несколько возможных пояснений, включая сверхновую, вспышку гамма-излучения или событие приливного разрушения, при котором звезда разрушается сверхмассивной черной дырой. Они пришли к выводу, что лучшим объяснением является туманность пульсарного ветра.

В этом сценарии звезда, намного массивнее Солнца, взорвалась как сверхновая, оставив после себя нейтронную звезду. Большинство начальной массы звезды было выброшено наружу в виде оболочки из обломков. Нейтронная звезда быстро вращается, и когда ее мощное магнитное поле проносится через окружающее пространство, оно ускоряет заряженные частицы, приводя к сильному радиоизлучению.

Первоначально радиоизлучение было заблокировано оболочкой из обломков взрыва. По мере расширения эта оболочка становилась менее плотной, пока радиоволны из туманности пульсарного ветра не смогли пройти сквозь нее.

"Это произошло между наблюдениями FIRST в 1998 году и наблюдениями VLASS в 2018 году", - сказал Халлинан.

Вероятно, самым известным примером туманности пульсарного ветра является Крабовидная туманность в созвездии Тельца, результат сверхновой, ярко светившей в 1054 году. Сегодня Крабовидная туманность хорошо видна с помощью небольших телескопов.

«Обнаруженный нами объект, как представляется, примерно в 10 000 раз энергичнее Краба, с более сильным магнитным полем», - сказал Донг. «Скорее всего, это новый "супер-Краб"», - добавил он.

Хотя Донг и Халлинан считают, что VT 1137-0337 вероятнее всего является туманностью пульсарного ветра, не исключено, что ее магнитное поле может быть достаточно сильным, чтобы нейтронная звезда могла квалифицироваться как магнетар – класс супермагнитных объектов. Магнетары являются ведущим кандидатом на происхождение загадочных быстрых радиосплесков (БРС), которые сейчас интенсивно изучаются.

«В таком случае это будет первый магнетар, пойманный в момент появления, и это тоже очень интересно», - сказал Донг.

Действительно, было установлено, что некоторые быстрые всплески связаны с постоянными радиоисточниками, природа которых также остается загадкой. По своим свойствам они очень похожи на VT 1137-0337, но не имеют признаков сильной изменчивости.

«Наше открытие очень похожего источника выключения позволяет предположить, что радиоисточники, связанные с БРС, также могут быть светящимися туманностями пульсарного ветра», – сказал Донг.

Астрономы планируют провести дальнейшие наблюдения, чтобы узнать больше об объекте и проследить его поведение со временем.

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