|
Загадочный пузырь может быть микроквазаром
|
|
|
|
Астрономы предложили новое объяснение загадочного пузыря Лебедя — огромного облака гамма-лучей сверхвысокой энергии, простирающегося на тысячи световых лет по небу. Хотя пузырь обычно связывали с областью звездообразования Лебедя X, новое исследование утверждает, что микроквазар более естественно объясняет его излучение с самой высокой энергией. Результаты были опубликованы в статье в журнале The Astrophysical Journal Letters 21 июля.
|
|
|
|
В течение многих лет астрономы ломали голову над источниками самых высокоэнергетических космических лучей в нашей галактике — частиц, ускоренных до квадриллиона электронвольт, или петаэлектронвольта (ПэВ; это 15 нулей после 1). Эти источники называются галактическими певатронами, и их крайне сложно точно определить. В принципе, любые астрофизические объекты, достаточно мощные для ускорения частиц до экстремальных энергий, могут быть певатронами: остатки сверхновых, туманности от пульсарного ветра, звёздные скопления или двойные звёздные системы.
|
|
|
|
Ускоренные частицы движутся наружу и испускают гамма-лучи сверхвысокой энергии там, где в конечном итоге сталкиваются с окружающим газом, иногда на расстоянии сотен или тысяч световых лет от своего истинного источника. Одна из самых поразительных гамма-структур на небе, «Пузырь Лебедя», долгое время приписывалась расположенному неподалеку скоплению массивных молодых звёзд в области звёздообразования Лебедя X, на расстоянии около 4600 световых лет.
|
|
|
|
|
|
|
В этом исследовании группа астрономов под руководством Чжаодуна Ши из Китайского университета науки и технологий изучает, является ли микроквазар певатроном, создавшим «Пузырь Лебедя».
|
|
|
|
Микроквазар — это тип двойной системы, состоящей из компактного объекта (чёрной дыры или нейтронной звезды), вращающегося вокруг обычной звезды, при этом компактный объект притягивает вещество от своего компаньона и испускает мощные струи или ветры. Рассматриваемый микроквазар, Лебедь X-3, находится гораздо дальше, чем традиционный кандидат, примерно в 31 600 световых годах от нас. Период обращения системы составляет 4,8 часа.
|
|
|
|
Идея получает дополнительный вес благодаря недавнему открытию LHAASO: Лебедь X-3 был подтверждён как первый «супер-Певатрон» Млечного Пути, ускоряющий частицы как минимум до 30 ПэВ синхронно со своей 4,8-часовой орбитой — прямое доказательство того, что экстремальное ускорение происходит внутри самой двойной системы.
|
|
|
|
Чтобы проверить свою идею, исследователи построили модель, имитирующую Лебедь X-3 как непрерывный источник, распыляющий высокоэнергетические протоны в космос в течение сотен тысяч лет. По мере того, как эти частицы медленно распространяются в окружающем газе, они периодически сталкиваются с атомами газа, создавая гамма-лучи, обнаруженные на Земле.
|
|
|
|
Когда команда настроила модель на разумные физические значения, она успешно воспроизвела как общую яркость Пузыря Лебедя, так и закономерность затухания этой яркости от центра. Они обнаружили, что Лебедю X-3 необходимо направлять лишь от 1% до 3% своей энергии на ускорение частиц, а скорость распространения частиц, необходимая для соответствия данным, хорошо согласуется с независимыми теоретическими предсказаниями.
|
|
|
|
Если это подтвердится, Пузырь Лебедя присоединится к небольшой, но растущей популяции гамма-гало, недавно связанных с микроквазарами в других частях галактики. Это уникальный случай, когда астрономы могут видеть как «ускоритель», так и гало частиц, которое он накопил за время своего существования. На данный момент существующие телескопы не обладают достаточным разрешением, чтобы полностью отделить сигнал Лебедя X-3 от вклада звездного скопления в том же участке неба, — различие, которое будущие обсерватории должны быть лучше оснащены для разрешения. Исследователи пришли к выводу, что будущие телескопы, включая массив черенковских телескопов ASTRI и предлагаемый Большой массив черенковских телескопов, будут достаточно чувствительными, чтобы должным образом проверить, действительно ли Лебедь X-3 является источником. Эти инструменты следующего поколения обеспечат гораздо более четкие и детальные изображения гамма-лучей с самой высокой энергией, чем это возможно сегодня.
|
|
|
|
Источник
|
