Гамма-вспышки в Крабовидной туманности

Крабовидная туманность удивила ученых склонностью к “фейерверкам”.

Открытие, сделанное командами американских и итальянских астрофизиков, возможно, заставит пересмотреть гипотезы ускорения космических частиц.

“Мы были ошеломлены”, сказал Роджер Блэндфорд (Roger Blandford), руководящий Институтом астрофизики и космологии частиц им. Кавли (Kavli Institute for Particle Astrophysics & Cosmology). Блэндфорд состоит в команде ученых, которая анализировала данные, полученные с помощью космического гамма-телескопа “Ферми” (Fermi Gamma-ray Space Telescope) и итальянского космического телескопа AGILE (Astro-rivelatore Gamma a Immagini LEggero). AGILE обнаружил гамма-вспышки в Крабовидной туманности.

Крабовидная туманность является остатками сверхновой, взрыв которой наблюдался, согласно записям арабских и китайских астрономов, 4 июля 1054 года. Вспышка была видна на протяжении 23 дней невооружённым глазом даже в дневное время.

В центре туманности находится пульсар PSR B0531+21, являющийся нейтронной звездой, оставшейся после взрыва сверхновой, его диаметр около 10 км. Пульсар Краба вращается вокруг своей оси, совершая 30 оборотов в секунду. И хотя размеры нейтронной звезды малы, выделяемая ею энергия огромна. Именно эта энергия позволяет Крабовидной туманности светиться с яркостью 75 000 солнц!

Большая часть этой энергии содержится в потоках энергичных электронов и позитронов, движущихся со скоростями, близкими к скорости света. Частицы взаимодействуют с магнитными полями и низкоэнергетическими фотонами – что мы и наблюдаем в виде светящихся завитков пыли и газа. Но эти частицы не могли вызвать наблюдаемые космическими телескопами гамма-вспышки, которые длились всего несколько дней.

Короткая продолжительность вспышек указывает на синхротронное излучение - излучение электронов ускоренных в магнитном поле туманности. Энергия электронов должна составлять 10 ПэВ (пета электронвольт) - 10 квадриллионов (квадриллион - единица с 24 нулями) электронвольт. Это в 1000 раз больше чем в Большой адронном коллайдере!

Кроме того, что энергия электронов огромна, она (судя по характеру вспышек) достигается очень быстро. Именно это и ставит под сомнение современные гипотезы ускорения космических частиц.