Приблизно за 1000 світлових років від того місця, де ви сидите, лежить нейтронна зірка, яка обертається, сильно намагнічена і має таку щільність, що її столова ложка дорівнює вазі гори Еверест. Це, м’яко кажучи, напружене видовище, тому астрономи, природно, люблять його вивчати. Можливо, ви навіть чули його назву раніше: Вела Пульсар.
А в четвер (5 жовтня) вчені оголосили, що дані обсерваторії High Energy Stereoscopic System (HESS) у Намібії вказують на те, що це космічне диво стало трохи дивовижнішим. Схоже, що Vela випустила випромінювання найвищої енергії, яке коли-небудь бачили від пульсара.
Зокрема, цей об’єкт, схоже, викинув гамма-фотони — які пов’язані з довжинами хвиль, що несуть найбільше енергії з усіх хвиль електромагнітного спектра — щонайменше 20 тераелектронвольт (ТеВ), або 20 трильйонів електронвольт. (1 електронвольт дорівнює кількості енергії, яку отримує один електрон після прискорення 1 вольтом електрики.)
Щоб пояснити це контекстом, Араш Джаннаті-Атай, керівник дослідницької групи та науковець з лабораторії Astroparticle & Cosmology у Франції, каже, що вам знадобиться приблизно 2 000 000 типових фотонів сонячного спалаху, щоб створити один фотон 20 ТеВ. «Порівняно з видимим світлом, — сказав Джаннаті-Атаї Space.com, — потрібно приблизно 2×10^13 видимих фотонів».
Хоча Vela є досить «нормальним» пульсаром з обертанням, що відбувається 11 разів на секунду, дослідник пояснює, що це ключовий предмет в астрономії, тому що він знаходиться досить близько до нас — з точки зору космосу, тобто.
«Націлювання за допомогою наших телескопів було майже обов’язковим!»
Як правило, очікується, що пульсари випромінюють випромінювання з енергією, нижчою за десятки гігаелектронвольт (ГеВ), не кажучи вже про потрапляння в крайню область ТеВ. (1 гігаелектронвольт дорівнює 1 мільярду електронвольт). Навіть Vela, за словами команди, спочатку демонструвала своєрідне обмеження, коли справа доходить до радіаційних випромінювань — насправді, навіть незважаючи на те, що деякі теоретичні прогнози припускали, що Vela може випромінювати в діапазоні ТеВ, ніхто не підозрював, що дослідники досягли колосальних 20 ТеВ. спостерігати.
«Ми шукали імпульсне випромінювання від Vela при нижчих енергіях, — сказала Джаннаті-Атай, — але виявлення фотонів, що досягають 20 ТеВ, було справді несподіванкою». Єдиний інший пульсар, який коли-небудь спостерігався, який має випромінювання на рівні ТеВ, — це Крабовий пульсар, розташований на відстані понад 6000 світлових років від Землі, але навіть у нього випромінювання досягло приблизно 1 ТеВ. І, нарешті, перш ніж ми перейдемо до деяких наслідків цього високоенергетичного спостереження, є ще одне інтригуюче відкриття, яке слід обговорити про Велу.
Ризикуючи спрощенням, команда виявила, що високоенергетичні фотони Vela відповідають раніше невідомому спектральному компоненту пульсарів. «Спектр» пульсара належати до діаграми, яка представляє всі різні інтенсивності світла та енергії, випромінювані об’єктом. (Це стосується не тільки пульсарів. Вчені можуть вивчати багато спектрів космічних сутностей, якщо в них є світло).
Отже, по суті, зі спектром Vela команда помітила стрімко зростаючу модель і чіткий розрив між випромінюваннями ТеВ і випромінюваннями нижчого рівня. Це означає, що дуже енергійні фотони не могли бути продовженням фотонів нижчої енергії, так що останні росли та росли, поки не досягли статусу ТеВ.
«Це відрізняється від крабового пульсара», — сказав Джаннаті-Атай, де енергетичний спектр є продовженням його випромінювань у ГВ.
Що ми можемо зробити з цією інформацією?
Щодо того, що це може означати для астрономії загалом, ну, перш за все, це говорить нам багато про один із найнеймовірніших предметів у нашому Всесвіті.
«У зоопарку космічних об’єктів пульсари є фантастичними», — сказав Джаннаті-Атай. «Це космічні лабораторії з неймовірними можливостями, до яких ми далеко не можемо дістатися на Землі».
Навіть історія походження пульсарів досить вражаюча. Це залишки обертових трупів зірок, які колись загинули під час вибуху наднової зірки, вони майже повністю складаються з нейтронів і викидають пучки радіації, які іноді проносяться через нашу Сонячну систему. Насправді саме ці розгортки, які відбуваються через регулярні проміжки часу, дозволяють вченим складати спектри цих тіл.
Така крайність також є причиною того, чому вчені вивчають простір навколо пульсарів, щоб перевірити деякі основні фізичні концепції, як торкається Джаннаті-АтаΪ, називаючи їх «космічними лабораторіями». Найважливішим є те, що експерти хотіли б дізнатися, чи справедлива теорія загальної відносності Альберта Ейнштейна щодо пульсарів, оскільки ці об’єкти є одними з найбільш інтенсивних гравітаційних речей у Всесвіті, а загальна теорія відносності є карколомним поясненням самої гравітації. З цією метою, наскільки нам відомо, це так.
Крім того, Джаннаті-Атаї каже, що ці відкриття надають суворі обмеження щодо нашого розуміння джерела випромінювання пульсарів. На цей час вчені вважають, що джерелом є електрони, що швидко рухаються, утворені та прискорені в магнітосфері пульсара, які потім рухаються до периферії об’єкта. Однак ця модель насправді не пояснює спостереження команди; для випромінювання з енергією до 20 ТеВ має статися щось інше.
І хоча в дослідників є деякі ідеї, вони мають намір повністю вирішити цю головоломку за допомогою майбутніх спостережень. Наразі ми можемо насолоджуватися тим, як ці результати офіційно відкрили новий шлях для вчених, які працюють серед зірок. Джерело