Обсерваторія в Намібії зловила фотони з енергією у 20 тераелектронвольт. Такі параметри не вписуються в теорію про походження пульсуючих гамма-променів. Результати роботи опубліковані в журналі Nature Astronomy.
Коли у масивних зірок закінчується “паливо”, вони спалахують надновими, а після стискаються, перетворюючись в нейтронну зірку — маленьку, але масивну.
“Ці мертві зірки майже цілком складаються з нейтронів, і вони неймовірно щільні: чайна ложка їх речовини по масі більше п’яти мільярдів тонн”, – пояснила одна зі співавторів нового дослідження Емма де Онья Вільгельмі (Emma de On’a Wilhelmi), вчений з обсерваторії H. E. S. S. Інше порівняння, яке часто наводять: один «цукровий кубик» речовини нейтронної зірки на Землі буде важити як гора.
Оскільки ці космічні об’єкти утворюються із зірок, у Всесвіті їх досить багато, але вони настільки маленькі (всі — менше 30 кілометрів в діаметрі) і тьмяні, що сучасні інструменти їх не бачать. За винятком деяких випадків. Більшість нейтронних зірок, які ми можемо спостерігати, — це пульсари.
Пульсари, як «космічні маяки», з постійною періодичністю «опромінюють» нашу систему. За цими спалахами випромінювання астрономи і шукають ці об’єкти. Вчені вважають, що причина спалахів – потужна магнітосфера, що оточує пульсари. Вона розганяє електрони і викидає їх потоками з полюсів об’єкта. А позаяк зірка обертається, ці потоки, як світло маяка, з постійною періодичністю проскакують по Землі — і радіоастрономи їх бачать.
Найяскравіший пульсар в радіодіапазоні – об’єкт в сузір’ї Вітрил. Він же найяскравіше постійне джерело космічних гамма-променів з енергією, що обчислюється гігаелектронвольтами (Гев). Він робить приблизно 11 обертів за одну секунду. Але випромінювання з енергією вище декількох гігаелектронвольт від цього пульсара немає, воно різко обривається. Ймовірно, тому що електрони долітають до межі магнітосфери пульсара і вилітають за його межі.
Частковий знімок залишку наднової в сузір’ї Вітрил, яка виникла близько 11 тисяч років тому. Саме від цієї наднової утворився пульсар, вивченням якого займався автор нового дослідження / © Angus Lau, Y Van, SS Tong
І ось в даних спостережень обсерваторії H. E. S. S. вчені виявили фотони ще більшої енергії — в кілька десятків тераелектронвольт. За словами авторів, це приблизно в 200 разів більше, ніж найпотужніше випромінювання цього об’єкта за всю історію спостережень.
Причому це випромінювання слідує періодичності “радіомаяка” в діапазоні гігаелектронвольт. За розрахунками, щоб досягти такої енергії, електрони повинні вилітати за межі магнітосфери. Тоді звідки виникає та ж періодичність?
Вони з колегами припустили, що електрони можуть розганятися внаслідок перезамикання магнітних ліній і це дозволяє їм підтримувати періодичність. Але навіть такий сценарій, за словами Джаннаті-Атаї, не пояснює потужність випромінювання.
Тепер цей об’єкт в сузір’ї Вітрил – пульсар-рекордсмен. Втім, можливо, ненадовго. Дослідження довело працездатність методики пошуку такого випромінювання, і тепер астрономи звернуть погляди гамма-телескопів на інші пульсари.