Научные исследования и технические разработки
по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика.
Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки.
Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.
Космическая обсерватория «Чандра» обнаружила очень длинный рентгеновский «хвост» у пульсара PSR J0357+3205 (PSR J0357)
Космическая обсерватория «Чандра» обнаружила очень длинный рентгеновский «хвост» у пульсара PSR J0357+3205 (PSR J0357) — быстро вращающейся нейтронной звезды, которая испускает излучение, приходящее на Землю в виде периодических импульсов. Первые сведения о PSR J0357 астрономы получили в 2009-м, когда его гамма-излучение зарегистрировал телескоп «Ферми». Было установлено, что этот пульсар находится примерно в 1 600 световых годах от нас в созвездии Персея и имеет средний возраст (~ 500 000 лет). Его особенностью назвали необычайно малые потери энергии в естественном процессе постепенного замедления вращения.
Близость к Земле сделала PSR J0357 одним из кандидатов на рентгеновское исследование, и в октябре 2009-го «Чандра» выполнила такие наблюдения в диапазоне энергий 0,5–10 кэВ. Рентгеновский эквивалент гамма-источника был найден без особых проблем, но внимание учёных привлёк не сам пульсар, а расположившийся рядом шлейф шириной около 1,5 угловой минуты, протянувшийся более чем на 9 угловых минут и, по-видимому, связанный с PSR J0357. Размер, выраженный в угловых единицах, на расстоянии в 1 600 световых лет преобразуется в физическую длину, равную 4,2 светового года.
Пульсар PSR J0357 и его рентгеновский «хвост». Данные «Чандры» выделены синим, а результаты оптических наблюдений — жёлтым. (Иллюстрация НАСА / CXC / IUSS / A. De Luca et al / DSS.)
Спектр найденного «хвоста» соотносится с синхротронным излучением, испускаемым релятивистскими заряженными частицами, которые идут по искривлённым магнитным полем траекториям. Подобные рентгеновские шлейфы уже наблюдались, и их появление связывали с тем, что вращающиеся звёзды движутся в пространстве со сверхзвуковой скоростью. В этом случае источниками синхротронного излучения становятся частицы пульсарного ветра, ускоренные на границе ударной волны.
Но эта теоретическая схема не слишком хорошо описывает характеристики нового шлейфа. Во-первых, упомянутые выше малые энергетические потери, характерные для PSR J0357, ограничивают энергию частиц пульсарного ветра, и её расчётное значение тяжело согласовать с наблюдаемыми параметрами синхротронного излучения. Во-вторых, все известные учёным «сверхзвуковые» пульсары имеют яркое рентгеновское обрамление, а у PSR J0357 оно отсутствует. В-третьих, измеренная «Чандрой» поверхностная яркость «хвоста» постепенно растёт по мере удаления от пульсара и достигает максимума примерно в четырёх угловых минутах от него, тогда как выделяющиеся участки других вытянутых шлейфов находятся рядом с создавшими их нейтронными звёздами.
Прояснить ситуацию должны новые наблюдения на «Чандре» и космическом рентгеновском телескопе XMM-Newton. Если астрономы сумеют зарегистрировать собственное движение PSR J0357, и его направление совпадёт с осью шлейфа, то рассмотренное теоретическое объяснение можно считать верным.
