Черенковские детекторы гамма-излучения в обсерватории H.E.S.S. зарегистрировали фотоны с энергией 20 ТэВ, исходящие от пульсара в Парусах. Лучи с рекордно высокой энергией не объяснить существующими теориями излучения пульсаров. Энергия фотонов примерно в 10 трлн раз превышает энергию видимого света.
Мертвая звезда, расположенная на южном небе в созвездии Паруса, является самым ярким пульсаром в радиодиапазоне и самым ярким постоянным источником космических гамма-лучей в диапазоне свыше 1 ГэВ. Этот пульсар совершает 11 оборотов в секунду и генерирует лучи с разной энергией.
Предыдущие наблюдения показали, что при энергии выше нескольких гигаэлектронвольт излучение от этого пульсара резко прекращается. Это связано с тем, полагают исследователи, что электроны достигают конца магнитосферы пульсара, больше не испытывают ускорения и не могут приобрести дополнительную энергию. Но чувствительные детекторы H.E.S.S. обнаружили неизвестный компонент излучения с энергиями до десятков тераэлектронвольт. Это почти в 200 раз больше, чем любое излучение, которое фиксировалось от пульсара в Парусах ранее.
Пульсары — это остатки звезд, которые взорвались сверхновой. После такой вспышки остается крошечная мертвая звезда диаметром около 20 км, вращающаяся чрезвычайно быстро и обладающая огромным магнитным полем. Пульсары почти полностью состоят из нейтронов и отличаются сверхвысокой плотностью: чайная ложка материала весит свыше 5 млрд т.
Пульсары действуют как «космические маяки»: луч электромагнитного излучения движется по окружности периодически, проходя через Солнечную систему. В такие моменты обсерватории наблюдают в разных диапазонах короткие вспышки, которые повторяются через равные промежутки времени. Ученые полагают, что источником излучения являются быстрые электроны, которые рождаются в магнитосфере пульсара и приобретают ускорение при движении к ее окраине.
Во время своего путешествия электроны приобретают энергию и выделяют ее в виде наблюдаемых лучей излучения.
Бронек Рудак, соавтор исследования из Астрономического центра Николая Коперника в Польше
Высокоэнергетическая компонента излучения пульсара в Парусах появляется в тех же фазовых интервалах, что и в гигаэлектронвольтном диапазоне. Но, чтобы достичь энергий в десятки тераэлектронвольт, электронам придется путешествовать за пределы магнитосферы. У астрономов пока нет объяснения для этой аномалии. Дальнейшие наблюдения помогут лучше понять природу пульсаров и альтернативный процесс, вызывающий высокоэнергетическое излучение.
Читать далее:
Ученые опровергли главную теорию о Стоунхендже, которой 100 лет
Выяснилось, в каком возрасте человек наиболее счастлив
Наша галактика оказалась в 5 раз легче, чем считалось: что это меняет
На обложке: иллюстрация излучения пульсара. Изображение: Science Communication Lab for DESY