Обычно ее можно увидеть только в хэви-металлических группах или некоторых постапокалиптических фильмах, но теперь "огнеметная гитара" была замечена летящей в космосе. Астрономы сняли видеозаписи этого экстремального космического объекта с помощью рентгеновской обсерватории НАСА "Чандра" и космического телескопа "Хаббл".
Новый фильм Чандры (красный) и Паломара (синий) Дейта помогает разобраться в том, что происходит в Гитарной туманности. Рентгеновские снимки с "Чандры" показывают нить из частиц энергетического вещества и антивещества длиной около двух световых лет или 12 триллионов миль, вылетающую из пульсара (видна как яркая белая точка, соединенная с нитью).
Астрономы прозвали структуру, связанную с пульсаром PSR B2224+65, "Гитарной туманностью" из-за ее явного сходства с инструментом в свете светящегося водорода. Форма гитары образована пузырьками, раздуваемыми частицами, выбрасываемыми пульсаром при постоянном ветре. Поскольку пульсар движется из нижнего правого угла в верхний левый, большинство пузырьков образовалось в прошлом, когда пульсар перемещался в среде с различной плотностью.
На вершине гитары находится пульсар, быстро вращающаяся нейтронная звезда, оставшаяся после коллапса массивной звезды. Во время своего полета в космосе она испускает поток частиц и рентгеновского излучения, которые астрономы зафиксировали с помощью телескопа "Чандра".
Как космос может создавать что-то настолько странное? Сочетание двух крайностей — быстрого вращения и мощных магнитных полей пульсаров — приводит к ускорению частиц и высокоэнергетическому излучению, которое создает частицы материи и антивещества в виде электронных и позитронных пар. В этой ситуации обычный процесс преобразования массы в энергию, который, как известно, определяется уравнением Альберта Эйнштейна E = mc2, меняется на противоположный. Здесь энергия преобразуется в массу для образования частиц.
Частицы, вращающиеся по спирали вдоль силовых линий магнитного поля вокруг пульсара, создают рентгеновское излучение, которое обнаруживает "Чандра". Когда пульсар и окружающая его туманность из энергичных частиц пролетали в космосе, они столкнулись с более плотными областями газа.
Это позволяет наиболее энергичным частицам вырваться за пределы туманности Гитара и пролететь справа от пульсара, создавая поток рентгеновских лучей. Когда эти частицы вырываются наружу, они вращаются по спирали и движутся вдоль силовых линий магнитного поля в межзвездной среде, то есть в пространстве между звездами.
В новом ролике пульсар и нить накала, летящие в левом верхнем углу изображения, показаны на основе данных телескопа "Чандра", сделанных в 2000, 2006, 2012 и 2021 годах. В каждом кадре фильма присутствует одно и то же оптическое изображение, поэтому в нем не видно изменений в частях "гитары". Отдельный видеоролик, полученный на основе данных космического телескопа НАСА "Хаббл" (полученных в 1994, 2001, 2006 и 2021 годах), показывает движение пульсара и более мелких структур вокруг него.
Изучение этих данных привело к выводу, что изменения, которые приводят к образованию пузырьков в водородной туманности, которая образует контур гитары, также влияют на то, сколько частиц улетает вправо от пульсара, вызывая незначительное осветление и затухание рентгеновской нити, подобно космическому удару факел, вылетающий из кончика гитары.
Структура нити накала дает астрономам представление о том, как электроны и позитроны перемещаются в межзвездной среде. Это также является примером того, как этот процесс приводит к инжекции электронов и позитронов в межзвездную среду.
