«Рука об руку»: НАСА показало новое изображение туманности вокруг пульсара и остатка сверхновой

В дополнение к рентгеновскому изображению, получены радиоданные пульсара с туманностью в форме руки, который взаимодействует с остатком сверхновой.

Об этом рассказывают в НАСА, передают OstanniPodii.com.

В 2009 году рентгеновская обсерватория НАСА «Чандра» опубликовала удивительное изображение: пульсар и окружающая его туманность в форме руки. С тех пор астрономы используют «Чандру» и другие телескопы для дальнейшего наблюдения за этим объектом.

Теперь новые радиоданные от Австралийской телескопической компактной решетки (ATCA) были объединены с рентгеновскими данными «Чандры», чтобы предоставить свежий взгляд на эту взорвавшуюся звезду и ее окружение, с целью понять ее особые свойства и форму.

В центре этого нового изображения лежит пульсар B1509-58, быстро вращающаяся нейтронная звезда, диаметр которой составляет всего около 19 километров. Этот крошечный объект отвечает за образование хитросплетенной туманности (под названием MSH 15-52), которая простирается на более чем 150 световых лет, или около 1500 триллионов километров. Туманность, которая образуется энергичными частицами, напоминает человеческую руку с ладонью и вытянутыми пальцами, направленными вверх вправо на рентгеновских снимках.

X-ray: NASA/CXC/Univ. of Hong Kong/S. Zhang et al.; Radio: ATNF/CSIRO/ATCA; H-alpha: UK STFC/Royal Observatory Edinburgh; Image Processing: NASA/CXC/SAO/N. Wolk

Коллапс массивной звезды создал пульсар, когда большая часть звезды провалилась внутрь. Это произошло в результате того, что звезда сжигала свое ядерное топливо, горение которого противодействовало гравитации. Дальнейший взрыв вытолкнул внешние слои звезды в космос в виде сверхновой.

Пульсар вращается почти семь раз в секунду и имеет сильное магнитное поле, примерно в 15 триллионов раз сильнее магнитного поля Земли. Быстрое вращение и сильное магнитное поле делают B1509-58 одним из самых мощных электромагнитных генераторов в галактике, что позволяет ему выталкивать энергичный ветер электронов и других частиц от пульсара, создавая туманность.

На этом новом композитном изображении радиоданные ATCA (обозначенные красным цветом) были объединены с рентгеновскими данными от «Чандры» (показаны синим, оранжевым и желтым цветами), а также с оптическим изображением водородного газа (золотым цветом). Области перекрытия рентгеновских и радиоданных в MSH 15-52 показаны фиолетовым цветом. На оптическом изображении — звезды в поле зрения вместе с остатком сверхновой RCW 89. На композитном изображении показаны основные его особенности.

Радиоданные с ATCA теперь открыли сложные филаменты, которые выравниваются с направлениями магнитного поля туманности, показаны короткими, прямыми, белыми линиями на дополнительном изображении. Эти филаменты могут быть результатом столкновения ветра частиц пульсара с остатком сверхновой.

X-ray: NASA/CXC/Univ. of Hong Kong/S. Zhang et al.; Radio: ATNF/CSIRO/ATCA; H-alpha: UK STFC/Royal Observatory Edinburgh; Image Processing: NASA/CXC/SAO/N. Wolk

Сравнивая данные радио- и рентгеновских наблюдений, исследователи обнаружили ключевые различия между источниками этих двух типов излучения. В частности, некоторые заметные рентгеновские особенности, включая джет в нижней части изображения и внутренние части трех «пальцев» в верхней части, не обнаруживаются в радиоволнах. Это свидетельствует о том, что высокоэнергетические частицы вытекают из ударной волны — подобной звуковому удару сверхзвукового самолета — вблизи пульсара и движутся вдоль линий магнитного поля, образуя пальцы.

Радиоданные также показывают, что структура RCW 89 отличается от типичных молодых остатков сверхновых. Большая часть радиоизлучения является неравномерной и тесно соответствует скоплениям рентгеновского и оптического излучения. Оно также простирается далеко за пределы рентгеновского излучения. Все эти характеристики подтверждают гипотезу, что RCW 89 сталкивается с плотным облаком водорода, находящимся поблизости.

Однако исследователи не полностью понимают все, что показывают им данные. Одной из загадочных областей является резкая граница рентгеновского излучения в верхнем правом углу изображения, которая, кажется, является взрывной волной от сверхновой (см. отмеченную особенность на изображении выше). Взрывные волны сверхновых обычно яркие в радиоволнах для молодых остатков сверхновых, таких как RCW 89, поэтому исследователей удивляет отсутствие радиосигнала на границе рентгеновского излучения.

MSH 15–52 и RCW 89 имеют много уникальных особенностей, которых нет в других молодых источниках. Однако остается много открытых вопросов относительно формирования и эволюции этих структур. Требуются дальнейшие исследования, чтобы лучше понять сложное взаимодействие между ветром пульсара и остатком сверхновой.

Статья, описывающая эту работу, под руководством Шуменга Чжана из Гонконгского университета, в соавторстве со Стивеном С.Й. Нг из Гонконгского университета и Никколо Буччиантини из Итальянского национального института астрофизики, опубликована в журнале «The Astrophysical Journal».

• обсерватория Чандра
• Пульсары