Радиопульсар PSR B1259-63. Изображение предоставлено: ESA Увеличить
Астрономы ЕКА стали свидетелями чего-то очень необычного; пульсар врезался в газовое кольцо, окружающее звезду-компаньона. Эта звезда-спутник в несколько раз массивнее нашего Солнца и вращается так быстро, что постоянно выбрасывает материал в газовое кольцо. Пульсар дважды проходит через это кольцо в течение своей 3,4-летней эллиптической орбиты.
Астрономы стали свидетелями никогда ранее не наблюдавшегося события в наблюдениях космического корабля ESA XMM-Newton - столкновения между пульсаром и кольцом газа вокруг соседней звезды.
Редкий проход, по которому пульсар погружался в это кольцо и проходил через него, освещал небо гамма- и рентгеновскими лучами.
Он открыл замечательную новую информацию о происхождении и содержании «пульсарных ветров», которые были давней загадкой. Ученые описали событие как естественную, но «увеличенную» версию хорошо известного столкновения спутника Deep Impact с кометой Темпель 1.
Их окончательный анализ основан на новом наблюдении XMM-Newton и множестве архивных данных, которые приведут к лучшему пониманию того, что движет хорошо известными «пульсарными туманностями», такими как красочные пульсары Краб и Вела.
«Несмотря на бесчисленные наблюдения, физика пульсарных ветров осталась загадкой», - говорит ведущий автор Маша Чернякова из Центра интегральных научных данных, Версуа, Швейцария.
«Здесь мы имели редкую возможность увидеть, как пульсарный ветер сталкивается со звездным ветром. Это аналогично тому, чтобы разбить что-то открытое, чтобы увидеть, что внутри.
Пульсар - это быстро вращающееся ядро коллапсирующей звезды, которая когда-то была примерно в 10-25 раз массивнее нашего Солнца. Плотное ядро содержит около солнечной массы, уплотненной в сфере около 20 километров в поперечнике.
Пульсар в этом наблюдении, называемый PSR B1259-63, является радиопульсаром, что означает, что большую часть времени он излучает только радиоволны. Двойная система лежит в общем направлении Южного Креста на расстоянии около 5000 световых лет.
Пульсарный ветер состоит из материала, отброшенного от пульсара. Продолжаются дебаты о том, насколько энергичны ветры и состоят ли эти ветры из протонов или электронов. То, что команда Чернякова нашла, хотя и удивительно, тесно связано с другими недавними наблюдениями.
Команда наблюдала PSR B1259-63, вращающийся вокруг звезды «Be» по имени SS 2883, которая ярка и видна астрономам-любителям. Звезды «Be», названные так из-за определенных спектральных характеристик, имеют тенденцию быть в несколько раз массивнее нашего Солнца и вращаться с удивительной скоростью.
Они вращаются так быстро, что их экваториальная область выпирает, и они становятся сплюснутыми сферами. Газ постоянно сбрасывается с такой звезды и оседает в экваториальном кольце вокруг звезды, внешне чем-то похожим на планету Сатурн и ее кольца.
Пульсар погружается в кольцо звезды Ве дважды на своей 3,4-летней эллиптической орбите; но погружения находятся на расстоянии всего лишь нескольких месяцев, непосредственно перед и после «периастрона», точки, когда два объекта на орбите находятся ближе всего друг к другу. Именно во время погружений испускаются рентгеновские и гамма-лучи, и XMM-Ньютон обнаруживает рентгеновские лучи.
«Для большей части 3,4-летней орбиты оба источника относительно нечетки в рентгеновских лучах, и невозможно определить характеристики в ветре пульсара», - сказал соавтор Андрей Неронов. «Когда два объекта сближаются, искры начинают летать».
Новые данные XMM-Newton были собраны почти одновременно с наблюдением HESS. HESS, высокоэнергетическая стереоскопическая система, является новым наземным гамма-телескопом в Намибии.
Объявленное в прошлом году наблюдение HESS было загадочным, так как гамма-излучение в периастроне уменьшилось до минимума и имело два максимума, непосредственно перед периастроном и после него, противоположность того, что ученые ожидали.
Наблюдение XMM-Newton подтверждает наблюдение HESS, показывая, как максимумы были получены двойным погружением в кольцо звезды Бе. Объединив эти два наблюдения с радионаблюдениями с последнего периастронного события, ученые теперь имеют полную картину этой системы.
Прослеживая взлеты и падения рентгеновских и гамма-лучей день за днем, когда пульсар пробирается через диск звезды Ве, ученые могут заключить, что за наблюдаемый рентгеновский эффект ответственен ветер электронов на уровне энергии 10-100 МэВ. луч света. (1 МэВ представляет один миллион электрон-вольт.)
Хотя 10-100 МэВ является энергичным, это примерно в 1000 раз меньше, чем ожидаемый уровень энергии в 100 ТэВ. Еще более удивительным является гамма-излучение с несколькими ТэВ, которое, хотя и несомненно исходит от ветровых электронов с энергией 10-100 ТэВ, похоже, создается не так, как предполагалось ранее.
«Единственный факт, который кристально ясен в данный момент, - это то, что это система пульсаров, за которой мы можем наблюдать, хотим ли мы понимать ветры пульсаров», - сказала Чернякова.
«Мы никогда не видели пульсар ветра в таких деталях. Мы продолжаем с теоретическими моделями сейчас. У нас есть несколько хороших объяснений поведения этой забавной системы от радиоволн до ТэВ-гамма, но она все еще находится в стадии разработки ».
Источник: ESA Portal
