Ученые зафиксировали мощнейшее гамма-излучение от пульсара в Парусах
С помощью обсерватории H.E.S.S. в Намибии международная группа ученых обнаружила гамма-лучи с самой высокой энергией, которые когда-либо исходили от пульсара. Энергия гамма-лучей пульсара в Парусах (Vela Pulsar) достигала 20 тераэлектронвольт, что примерно в 10 триллионов раз превышает энергию видимого света. Это наблюдение поставило под сомнение существующую теорию происхождения подобных гамма-лучей.
Пульсары — это вращающиеся нейтронные звезды с мощным магнитным полем, которые образуются в результате взрыва сверхновой. Пульсары испускают вращающиеся лучи электромагнитного излучения, своеобразные «космические маячки». Когда луч проносится через нашу Солнечную систему, ученые фиксируют вспышки излучения через регулярные промежутки времени. Эти вспышки, также называемые импульсами излучения, можно обнаружить в различных энергетических диапазонах электромагнитного спектра.
Ученые полагают, что источник такого излучения — быстрые электроны, которые образуются и ускоряются в магнитосфере пульсара при движении к его периферии. Магнитосфера состоит из плазмы и электромагнитных полей, которые окружают звезду и вращаются вместе с ней.
Пульсар Vela, также известный как «пульсар в Парусах», расположен в созвездии Паруса южного полушария неба. Это самый яркий пульсар в радиодиапазоне электромагнитного спектра, а также самый яркий постоянный источник космических гамма-лучей в диапазоне гигаэлектронвольт (ГэВ). Он вращается примерно 11 раз в секунду. Однако при энергии выше нескольких ГэВ его излучение резко прекращается. Предположительно, так происходит потому, что электроны достигают конца магнитосферы пульсара и покидают ее.
С помощью наземного телескопа H.E.S.S. группа исследователей под руководством Араш Джаннати-Атаи из Лаборатории астрономических частиц и космологии во Франции обнаружила гамма-лучи пульсара Vela с еще более высокой энергией — около 20 тераэлектронвольт (ТэВ). Это примерно в 200 раз больше, чем все излучение, когда-либо зафиксированное от этого объекта ранее. Чтобы достичь такой энергии, электроны, скорее всего, проходят дальше магнитосферы, при этом излучение при вращении остается неизменным. По мнению ученых, это заставляет переосмыслить предыдущие знания о пульсарах.
Авторы исследования отметили, что традиционное объяснение, согласно которому частицы ускоряются вдоль силовых линий магнитного поля внутри магнитосферы или слегка за ее пределами, не может полноценно объяснить их наблюдения. «Возможно, мы наблюдаем ускорение частиц в результате так называемого процесса "магнитного пересоединения" за пределами светового цилиндра, который все еще каким-то образом сохраняет схему вращения. Но даже этот сценарий не может объяснить то, как образуется такое экстремально высокое излучение», — говорится в статье.
Каким бы ни было объяснение, пульсар в Парусах стал рекордсменом среди пульсаров с гамма-лучами самой высокой энергии, обнаруженными на сегодняшний день. По мнению исследователей, это открытие прокладывает дорогу для дальнейших наблюдений за пульсарами в диапазоне десятков тераэлектронвольт с помощью существующих и будущих более чувствительных гамма-телескопов. Это, в свою очередь, приведет к большему пониманию процессов экстремального ускорения в сильно намагниченных астрофизических объектах.
