Астрономія
Астрономія

Гігантські радіоімпульси пульсарів виявилися ще енергійнішими

Дослідники проаналізували пульсар у Крабоподібній туманності та виявили, що під час гігантських радіоімпульсів його рентгенівське випромінювання зростало на 3,8%. Це означає, що енергія, яка виділяється при таких імпульсах, вища у десятки чи навіть сотні разів за попередні оцінки. Стаття про це надрукована у журналі Science.

Пульсар у Крабоподібній туманності, зображення в оптичному та рентгенівському діапазонах. NASA, HST, ASU, J. Hester et al. / Wikimedia Commons

Пульсар у Крабоподібній туманності, зображення в оптичному та рентгенівському діапазонах. NASA, HST, ASU, J. Hester et al. / Wikimedia Commons

Що відомо про гігантські радіоімпульси?

Нейтронні зірки, які швидко обертаються, випромінюють періодичні радіоімпульси зі своїх магнітосфер. Такі зірки називаються пульсарами. Деякі з них також створюють оптичні, рентгенівські та гамма-імпульси. Крім того, існують гігантські радіоімпульси, які на два-три порядки вищі, ніж звичайні. Під час них фіксувалося збільшення енергії в оптичному діапазоні, але у рентгенівському та гамма-діапазонах астрономи цього не виявляли. Чому стаються гігантські радіоспалахи, невідомо. Такі імпульси від молодих нейтронних зірок були запропоновані як можливе джерело швидких радіоспалахів — короткочасних імпульсів радіовипромінювання, які фіксуються у інших галактиках.

Що аналізували астрономи?

Пульсар у Крабоподібній туманності вперше зафіксували за допомогою ​​його гігантських радіоімпульсів. Він знаходиться на відстані близько 6500 світлових років від Землі у сузір’ї Тельця. Ця нейтронна зірка регулярно та періодично створює випромінювання у діапазоні від низькочастотних радіохвиль до високоенергетичних гамма-променів. Дослідники вирішили проаналізувати гігантські радіоспалахи пульсара, використовуючи рентгенівську обсерваторію NICER, встановлену на Міжнародній космічній станції. Вони провели 15 спостережень у 2017-2019 роках, та поєднали їх із даними двох наземних японських обсерваторій. Завдяки цьому дослідникам вдалося проаналізувати більше 26 тисяч радіоімпульсів під час 3,7 мільйонів обертів пульсара.

Про що вони дізналися?

Загальна кількість рентгенівських фотонів від пульсара, зафіксованих одночасно з гігантськими радіоімпульсами пульсара, була приблизно на три порядки більшою, ніж під час звичайних радіоімпульсів. Тобто, рентенівське випромінювання пульсара збільшилося на 3,8% під час цих подій. В оптичному діапазоні спостерігається таке ж саме збільшення випромінювання. Таким чином, дослідники роблять висновок, що загальна енергія, яка виділяється під час гігантських радіоімпульсів, насправді є у декілька десятків чи навіть сотень разів вищою. Це високоенергетичне випромінювання має такий самий спектральний розподіл енергії, як і звичайні імпульси. Отже, воно може утворюватися у результаті прискорення частинок в магнітосфері пульсара або в тонкому потоці плазми в екваторіальній площині. Крім того, результати дослідників вказують, що гігантські радіоімпульси не мають зв’язку із швидкими радіоспалахами. Якби ці спалахи супроводжуються випромінюванням рентгенівських променів, потоки радіохвиль затухали б швидше, що суперечить спостереженням.

NASA's Goddard Space Flight Center / YouTube