Пульсар яскравіший від 10 мільйонів сонць здивував астрономів

13/10/2014



Об`єкт, що вчені прийняли спочатку за чорну діру, насправді виявився найяскравішим і дивним пульсаром з усіх, що ми коли-небудь знаходили. «Цей компактний залишок невеликий зірки - справжня електростанція», - прокоментувала знахідку Фіона Харрісон, професор фізики в Каліфорнійському технологічному інституті і головний дослідник телескопа NuSTAR.

 

«Ми ніколи не бачили нічого подібного. Ми думали, що об`єкт з такою енергією просто зобов`язаний бути чорною дірою».

«Пульсар з такою енергією отримує перший приз за дивина», - говорить Будинок Уолтон, вчений, що працює з даними NuSTAR.

Зазвичай пульсари володіють масою від однієї до двох сонячних. Новий пульсар приблизно потрапляє в ту ж категорію, але світить приблизно в 100 разів яскравіше, ніж передбачає теорія.

«Ми ніколи не бачили пульсара, який хоча б близько був таким же яскравим, - каже Уолтон. - Чесно кажучи, ми не знаємо, як це сталося, і теоретики будуть жувати цю гумку дуже довгий час».

Пульсар

Крім своєї дивацтва, знахідка допоможе вченим зрозуміти клас дуже яскравих рентгенівських джерел, які називаються «ультраяскравими рентгенівськими джерелами» (ULX).

Виявлення NuSTAR першого ультраяскравого пульсара було в подробицях описано в останньому номері Nature.

Великий сюрприз

«Це виразно було несподіваним відкриттям, - каже Харрісон. - насправді, ми шукали щось зовсім інше, коли натрапили на це».

На початку цього року астрономи в Лондоні зафіксували вражаючу спалах наднової (SN2014J), яка відбувається лише раз на сто років, у порівняно близькій до нас галактиці Messier 82 (M82), або галактиці Сигара, 12 мільйонах світлових років від Землі. Через рідкісність цього події телескопи по всьому світу і космосу втупилися в точку спалаху, щоб у подробицях вивчити її наслідки.

Крім наднової, M82 зберігає в собі і ряд інших ULX. Коли Маттео Бачетті з Університету Тулузи у Франції, провідний автор нової роботи, вирішив ближче розглянути ці ULX в даних NuSTAR, він відкрив щось дивне - пульсуюче або миготливе світло в галактиці.

«Це було великим сюрпризом, - каже Харрісон. - Протягом десятиліть всі думали, що ці ультраяскравих рентгенівські джерела являють собою чорні діри. Але чорні діри не вміють так пульсувати».

Зате пульсари вміють. Вони як гігантські магніти, які, пише neodimrostov.ru, випромінюють радіацію зв своїх магнітних полюсів. По мірі їх обертання сторонній спостерігач з рентгенівським телескопом, розташованими під прямим кутом, побачить потужний спалах світла, оскільки промені періодично будуть потрапляти в поле зору спостерігача, подібно до світла маяка.

Не чорна й не діра

 

Pulsar Movie
This animation shows a neutron star -- the core of a star that exploded in a massive supernova. This particular neutron star is known as a pulsar because it sends out rotating beams of X-rays that sweep past Earth like lighthouse beacons. X-ray telescopes like nasa`s Nuclear Spectroscopic Telescope Array, or NuSTAR, pick up these beams, registering them as pulses of X-ray light. What causes a pulsar to pulse? In the case of "accreting pulsars," the process is set in motion when matter from a companion star falls onto the pulsar. The gravity of the pulsar pulls this material from a surrounding disk, as shown in the animation. The strong magnetic fields surrounding the pulsar funnel the infalling material onto two spots above and below the stellar core. This causes the material to heat up to extreme temperatures and release X-rays. As the star rotates, the two X-ray hot spots behave like a lamp in a lighthouse, sweeping around. Only when the "lamps" are facing Earth will NuSTAR pick up the signal -- a pulsing of X-rays. Credit: NASA/JPL-Caltech

 

Причина, по якій більшість астрономів припускали, що чорні діри є джерелами ультраярких рентгенівських джерел, полягає в неймовірної яскравості цих самих джерел. Чорні діри можуть бути в десять або в мільярд разів більше Сонця по масі, що робить їх гравітаційну тягу набагато сильніше, ніж у пульсара.

У міру того як речовина потрапляє в чорну діру, гравітаційна енергія перетворює його в тепло, що породжує рентгенівський світло. Чим більше чорна діра, тим більше у неї енергії, яка змушує об`єкт блищати. З подивом виявивши спалаху, що надходять від M82, команда NuSTAR почала перевіряти і перевіряти дані. Спалахи були там, один імпульс кожні 1,37 секунди.

Наступним кроком було з`ясування того, яке джерело рентгенівського випромінювання міг би виробляти такі спалахи. Дослідники проаналізували дані NuSTAR і другого рентгенівського телескопа NASA «Чандра», щоб виключити близько 25 різних рентгенівських джерел, і нарешті зупинилися на ультраяскравому рентгенівському джерелі M82X-2.

Після того як були визначено пульсар і його розташування в M82, залишилося ще багато питань без відповіді. Пульсар у багато разів перевершує межа Еддінгтона, базове правило у фізиці, яке встановлює межу світності, яку може досягти об`єкт з певною масою.

«Це найжорстокіше порушення цієї межі, такого ми ще не бачили, - каже Уолтон. Ми знаємо, що межа може порушуватися на невелике значення, але наша знахідка просто підриває його».

NuSTAR добре підготовлений до відкриттів на кшталт цього. Крім того, що космічний телескоп бачить високоенергетичні рентгенівські промені, він ще і бачить їх унікальним чином. Замість того щоб робити знімки так, як робить камера вашого телефону - коли зображення розмивається при русі - NuSTAR виявляє окремі частинки рентгенівських променів та зазначає їх, коли вимірює. Це дозволяє команді робити своєчасний аналіз і в даному конкретному випадку побачити, коли світло від ULX виходить у вигляді імпульсів.

Тепер, коли команда NuSTAR показала, що цей ULX являє собою пульсар, Харрісон зазначає, що багато інші ультраяскравих рентгенівські джерела також можуть бути пульсарами.

«Всі припускали, що ці джерела - чорні дірки, - каже вона. - Тепер я думаю, що людям потрібно повернутися до креслярської дошкиі подумати ще разок. Можливо, наша знахідка являє собою унікальний і дивний об`єкт, а можливо, вони не так вже й рідкісні. Поки ми просто не знаємо. Подальші спостереження покажуть».

Повернутися до списку публікацій



Останні новини

Статті

Попередні публікації