Российские астрофизики раскрыли загадку звёздного кластера Вестерлунд 2
Звёздный кластер Вестерлунд 2 известен широкой публике благодаря красиво раскрашенным картинкам, опубликованным НАСА. Но российские астрофизики, которые не только любовались кластером, но и тщательно проанализировали его рентгеновское излучение, могут сказать несколько новых слов в его изучении.
Команда учёных из Института космических исследований (ИКИ) и Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе (ФТИ) Российской академии наук воспользовались возможностями, которые предоставляет для наблюдений российский рентгеновский телескоп ART-XC им. М. Н. Павлинского на борту российско-немецкой орбитальной обсерватории «Спектр-РГ». Благодаря им стало понятно, что источником высокоэнергичного рентгеновского излучения в кластере, скорее всего, служат электроны так называемого звездного ветра, разогнанные до очень высоких энергий.
Вестерлунд 2 — это скопление молодых и горячих звёзд, порождающих мощнейшие звёздные ветры – потоки вещества, истекающего с их поверхности со скоростью в тысячи километров в секунду. Если звезда молода и массивна, то мощь её ветра может быть в сотни миллионов раз выше солнечной, а плотность расположения звёзд в кластере дополнительно ускоряет эти потоки, порождая фотоны чрезвычайно высоких энергий.
Причём подобные кластеры – явление крайне редкое, не более 15 известных на весь Млечный Путь. Впрочем, в других галактиках, которые чаще сталкиваются с другими, таких кластеров может быть больше. Вестерлунд 2 же находится от нас на расстоянии примерно 20 000 световых лет и виден во всех диапазонах электромагнитного спектра.
Раньше причину необычно высоких энергий излучения кластера пытались установить с помощью рентгеновской обсерваторией «Чандра», принадлежащей НАСА. Но её мощности (всего лишь до 8 килоэлектронвольт) оказалось недостаточно. Тогда вмешался «Спектр РГ».
Российский телескоп ART-XC им. М. Н. Павлинского на борту обсерватории способен регистрировать фотоны с энергией вплоть до 30 кэВ. Результатом его работы стало восстановление полного рентгеновского спектра горячей плазмы Вестерлунда 2. Причём, что особенно интересно – на энергиях больше 15 кэВ кластер оказался не виден. То есть верхний порог излучения был наконец-то обнаружен.
Российские учёные пришли к однозначному выводу: объяснить данные рентгеновских наблюдений можно, если наряду с излучением плазмы, нагретой до десятков миллионов градусов при столкновениях звездных ветров, в скоплении имеются и более высокоэнергетичные рентгеновские фотоны от синхротронного излучения электронов и позитронов, ускоренных в том же столкновении ветров до очень высоких энергий — вплоть до сотен тераэлектронвольт.
Результат позволяет углубиться в исследования природы космических лучей и наконец разъяснить тайну их появления и разнообразия. Не говоря уже о том, что он демонстрирует возможности новейших широкоспектральных рентгеновских телескопов – таких, как разработанный НПО Лавочкина и запущенный с Байконура в 2019 году ART-XC им. М. Н. Павлинского.
