Рентгенівський слід біля одного з пульсарів Чумацького Шляху виявився у рази довшим за все, що бачили раніше. Помітили його за допомогою орбітального телескопа. Структура витягнута туди ж, куди й гамма-випромінювання надвисоких енергій, якому досі не знаходили джерела. Збіг означає, що частинки після прискорення не розсіюються вусібіч, а зберігають напрямок руху на десятках світлових років.
Найдовший хвіст серед відомих
Пульсар PSR J1740+1000 середнього віку лежить приблизно за 4600 світлових років від Землі. Поруч із ним ще раніше знайшли рентгенівський хвіст завдовжки кілька світлових років. Нові дані показали, що насправді він тягнеться на південний захід щонайбільше на 32 кутові хвилини, а це близько 42 світлових років.
Такої протяжної структури серед туманностей пульсарного вітру ще не фіксували. Для розуміння масштабу, хвіст приблизно вдесятеро довший за відстань від Сонця до найближчої зорі Проксими Центавра, яка становить 4,2 світлового року. Результати опубліковані в рецензованому журналі Science China Physics, Mechanics & Astronomy.
Чому його бачили не повністю
Цю ділянку неба раніше вивчали за допомогою XMM-Newton, і сумарно на неї витратили понад 400 тис. секунд, тобто більш ніж ушестеро довше за нові спостереження. Проте зафіксувати вдалося тільки невелику частину протяжного утворення.
Апарат Einstein Probe несе рентгенівський телескоп супроводу з великим полем зору та низьким рівнем фону. Саме це поєднання дає змогу знаходити слабкі розмиті структури на великих ділянках неба. Близько 70 тис. секунд накопичення сигналу, тобто менш ніж доба, вистачило для повної картини.
Гамма-кванти без видимого джерела
У наземній обсерваторії широких атмосферних злив на великій висоті (LHAASO) в Китаї реєструють найенергійніші гамма-кванти. Частину з них породжують частинки з енергіями понад петаелектронвольт. Біля кількох таких джерел немає жодного об’єкта, здатного розігнати матерію до подібних значень.
Одне з пояснень полягало в тому, що прискорені частинки встигли відійти далеко від місця свого розгону. Тоді гамма-кванти виникають уже там, де жодного астрономічного об’єкта немає.
Спільне походження двох діапазонів
Самого лише збігу напрямків на небі для висновку замало. Вирішальним стало те, що обидва типи випромінювання пояснюються однією популяцією високоенергетичних електронів, а їхні спектри й розташування на небі узгоджуються між собою.
Частинки розганяються в туманності пульсарного вітру. Рухаючись уздовж хвоста крізь магнітні поля, вони дають синхротронне випромінювання, яке й реєструють у рентгенівському діапазоні. Ті самі електрони передають енергію низькоенергетичним фотонам міжзоряного простору, піднімаючи їх до надвисоких енергій.
Дві можливі причини
Зазвичай у міжзоряному середовищі високоенергетичні частинки розсіюються на флуктуаціях магнітного поля та поступово розходяться в усіх напрямках. Тут же переважний напрямок зберігається на 42 світлових роках, про що повідомляє phys.org.
Перше пояснення передбачає дуже впорядковане міжзоряне магнітне поле, вздовж силових ліній якого рух вільний, а впоперек пригнічений. Друге припускає швидкий сколімований потік речовини, що постійно вилітає в той самий бік та виносить частинки геть від пульсара. Який із механізмів переважає, поки визначити не вдається.
Наслідок для каталогів надвисоких енергій
Місце, де реєструють гамма-кванти, може бути не точкою прискорення, а лише відрізком шляху частинок. Просторове зміщення між джерелом надвисоких енергій та кандидатом на роль його астрономічного відповідника не обов’язково означає хибну асоціацію.
Коментар до роботи в тому самому випуску опублікували Габріеле Понті та колеги з Національного інституту астрофізики Італії (INAF). Для тих, хто складає каталоги гамма-джерел, це означає необхідність перевіряти зміщені об’єкти на зв’язок із віддаленими пульсарами, а не відкидати такі пари як випадкові.
