|
|
|
|
|
В нашем собственном Млечном Пути недавно умершая звезда в рентгеновских лучах имеет призрачную форму ладони шириной около 150 световых лет. Вот как это получается.
фото: На этом четырехпанельном дисплее представлены радио-, оптические, рентгеновские и комбинированные изображения одной и той же области космоса: остатка сверхновой и туманности пульсарный ветер, известной в просторечии как «Рука Божья». Расположенная на расстоянии 17 000 световых лет от нас и имеющая впечатляющие 150 световых лет в поперечнике, она является одним из самых молодых и в то же время крупнейших остатков сверхновой, когда-либо найденных. Фото: Рентгеновский снимок: НАСА / CXC/ Университет Гонконга /Южная Каролина. Чжан и др.; Радио: ATNF/CSIRO/ATCA; H-альфа: STFC Великобритании/Королевская обсерватория в Эдинбурге; Обработка изображений: NASA/CXC/SAO/N. Волк
В рентгеновском свете было замечено замечательное зрелище: рука, похожая на человеческую.
Это изображение 2009 года, сделанное на основе рентгеновских данных телескопа «Чандра» за период с 2004 по 2008 год, демонстрирует структуру пульсарной туманности MSH 15-52, а также рентгеновское излучение другой энергии, обнаруженное в верхней части кончиков пальцев: остаток сверхновой RCW 89. Последующие исследования, особенно в других диапазонах длин волн, позволили выявить структурную связь между этими двумя, казалось бы, несопоставимыми компонентами туманности. Фото: НАСА/CXC/Стэнфордский университет/Р. Романи и др.
Выше эта туманность была впервые обнаружена рентгеновской обсерваторией НАСА «Чандра».
Этому концептуальному изображению рентгеновской обсерватории «Чандра», созданному художником, исполнилось 30 лет. Запущенная в 1999 году, «Чандра» остается самой мощной рентгеновской обсерваторией человечества с самым высоким разрешением и одной из первых четырех крупнейших обсерваторий НАСА наряду с «Хабблом», «Спитцером» и «Комптоном». Он продолжает открывать нам рентгеновскую вселенную, и это рискованная миссия, которую можно свернуть из-за надвигающегося сокращения научного бюджета НАСА. Фото: NASA/MSFC
Он находится на расстоянии 17 000 световых лет от нас, на окраине огромной области звездообразования в созвездии Циркина.
Несмотря на то, что туманность “Рука Бога” MSH 15-52 наиболее эффектно изображена аппаратом «Чандра» (выделена золотым цветом), инфракрасные данные телескопа WISE НАСА (выделены всеми другими цветами) демонстрируют газ, пыль и звездообразующий материал туманности, расположенные поблизости. Этот звездообразующий комплекс в целом имеет тысячи световых лет в поперечнике, затмевая впечатляющую туманность пульсарный ветер, которая сама по себе имеет “всего” 150 световых лет или около того в ширину. Фото: NASA/CXC/SAO (рентгеновский снимок); NASA/JPL-Caltech (инфракрасный)
Намеки на его существование появились в 1982 году, когда был обнаружен пульсар PSR B1509-58.
 |
На этом размещенном рядом наборе изображений показана серия снимков пульсара-краба и окружающей его среды, сделанных рентгеновским телескопом НАСА «Чандра» (слева) и космическим телескопом НАСА «Хаббл» (справа) за 6-месячный период с ноября 2000 по апрель 2001 года. Крабовидный пульсар, образовавшийся из звезды, ставшей сверхновой в 1054 году, является одной из самых молодых известных нейтронных звезд, а кольцевидная структура вокруг пульсара была обнаружена только благодаря революционным рентгеновским возможностям «Чандры». Похожий пульсар, PSR B1509-58, вероятно, демонстрирует сходные явления, но находится слишком далеко, чтобы наблюдать его с таким же разрешением, как Крабовидный пульсар. Материалы: NASA/CXC/ASU/J.Hester и др.; NASA/HST/ASU/J.Hester и др.; stevebd1/YouTube
Регулярные радиоимпульсы, испускаемые каждые 150 миллисекунд, указывают на наличие пульсара.
Это четырехцветное изображение, раскрашенное с помощью energy, позволило астрономам впервые увидеть энергичную и сложную туманность, окружающую пульсар PSR B1509-58 в 2000 году. Зеленые “точки” вверху указывают на местоположение остатка сверхновой, породившего пульсар, но остальные особенности видны только в рентгеновском и радиочастотном диапазонах. Автор: НАСА/Массачусетский технологический институт/Б.Генслер и др.
Вскоре после этого был обнаружен оптический аналог, свидетельствующий о вспышке сверхновой около 1700 лет назад.
Это многоволновое изображение туманности “Рука Бога”, MSH 15-52, демонстрирует рентгеновское излучение с энергией от 500 электрон-вольт до 25 000 электрон-вольт, объединяющее данные рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра» и ее массива ядерных спектроскопических телескопов (NuSTAR). Дополнительные данные, полученные в результате оптических, инфракрасных и радионаблюдений, могут дополнительно раскрыть структуру материала, окружающего этот остаток сверхновой. Фото: NASA/CXC/NuSTAR/JPL-Caltech
Это аналог гораздо более близкой Крабовидной туманности, которая взорвалась в 1054 году.
Этот десятилетний таймлапс, с 2008 по 2017 год, демонстрирует невероятно детальные особенности газовых и нитевидных структур Крабовидной туманности, расширяющихся с течением времени. За время съемки этой анимации туманность увеличилась в размерах примерно на десятую часть светового года, что позволяет нам визуализировать прохождение чрезвычайно больших временных отрезков за считанные мгновения и понять невероятные скорости, с которыми вещество выбрасывается из сверхновой. Автор: Детлеф Хартманн/Astrobin
Плотная, компактная нейтронная звезда быстро вращается, генерируя интенсивные магнитные поля.
 |
Это компьютерное моделирование нейтронной звезды показывает, как заряженные частицы вращаются под действием необычайно сильных электрических и магнитных полей нейтронной звезды. Возможно, что в остатке SN 1987A сформировалась нейтронная звезда, но область все еще слишком пыльная и богатая газом, чтобы “импульсы” могли просочиться наружу. Температура поверхности нейтронных звезд аналогична температуре внутри белых карликов: обычно она составляет несколько сотен тысяч Кельвинов. Фото: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА
Внутри заряженные частицы, такие как электроны, быстро ускоряются.
На снимке JWST, сделанном во всей красе, Крабовидная туманность обладает детальными особенностями, которые никогда ранее не были замечены, включая дважды ионизированные атомы серы, плотные пылинки, расположенные вдоль центрального пояса, и тонкие дымчатые сигналы, которые указывают на синхротронное излучение: излучение, испускаемое ускоренными электронами. Это не просто визуальный праздник, но и кладезь научных богатств, содержащихся в нем. Авторы: НАСА, ЕКА, CSA, STScI, Т. Темим (Принстонский университет).
Характеристики излучения, окружающего центральный источник, быстро меняются.
 |
Остаток сверхновой MSH 15-52, возраст которого оценивается в 1700 лет, является одним из самых молодых подобных остатков в Млечном Пути. Остаток и его рентгеновское излучение резко изменились как раз за то время, пока они наблюдались, и для сравнения здесь показаны выбросы 2004, 2008 и 2018 годов. Фото: Рентгеновская обсерватория «Чандра»
Но пульсар MSH 15-52 также влияет на окружающую среду, а не только на выброс сверхновой.
 |
Этот анимированный снимок туманности пульсарный ветер MSH 15-52 позволяет переключаться между инфракрасными изображениями, показывая только звезды на заднем плане, рентгеновскими изображениями с помощью Chandra, которые дают изображения туманности в самом высоком разрешении, и рентгеновскими изображениями с помощью IXPE, которые более размыты, чем изображение с помощью Chandra, но включают поляризацию. Поляризационные данные позволяют составить карту основного магнитного поля, которое указывает на центральный пульсар как на виновника. Фото: X-ray: НАСА / CXC / Стэнфордский университет / Р. Романи и др. (Chandra); NASA/MSFC (IXPE); Инфракрасное излучение: NOIRLab/DECam; Обработка изображений: NASA/CXC/SAO/J. Schmidt
Поляризационные исследования позволяют нам проследить за окружающим магнитным полем.
Все это указывает на центральный пульсар, формирующий эту ветреную туманность.
На этом снимке показана комбинация радио-, оптического и рентгеновского излучения туманности “Рука Бога” MSH 15-52, где данные о поляризации показаны линиями, указывающими ориентацию магнитного поля туманности. Внутри туманности есть сложные нити, которые совпадают с этим полем, что свидетельствует о далеко идущем влиянии намагниченного пульсара в ядре туманности. Фото: Рентгеновский снимок: НАСА / CXC / Университет Гонконга /S. Чжан и др.; Радио: ATNF/CSIRO/ATCA; H-альфа: STFC Великобритании/Королевская обсерватория в Эдинбурге; Обработка изображений: NASA/CXC/SAO/N. Волк
Новые наблюдения высвечивают радиоволны,
Это новое изображение, полученное в радиосвете с помощью австралийского телескопа Compact Array, позволило выявить новые структуры в туманности MSH 15-52 в радиосвете. В сочетании с рентгеновскими и оптическими данными оно дает более полную картину того, что происходит внутри этого астрономического чуда. Фото: ATNF/CSIRO/ATCA
нейтральные атомы водорода,
На этом оптическом снимке туманности MSH 15-52, также известной как туманность «Рука Бога», виден свет, излучаемый на расстоянии 656,3 нанометра: свет от электронов в атомах водорода, переходящий из состояния (n=3) в состояние (n=2). Этот свет, известный как альфа Бальмера, является самой яркой оптической линией, излучаемой энергетическими областями космоса, богатыми водородом. Фото: STFC Великобритании/Королевская обсерватория в Эдинбурге
и рентгеновское излучение,
Этот самый современный снимок туманности MSH 15-52 в рентгеновском свете предоставлен рентгеновской обсерваторией НАСА «Чандра». Обратите внимание, что пульсар в центре “основания” стрелки смещен от самого остатка сверхновой в правом верхнем углу изображения, что указывает на то, что нейтронная звезда была отброшена в сторону невероятно быстрым ударом со скоростью около 5% от скорости света. Фото: НАСА/CXC/ Университет Гонконга /С. Чжан и др.
которые, будучи объединены вместе, обнаруживают излучение даже за пределами границы взрывной волны сверхновой.
 |
Сложная и запутанная форма, выявленная на многоволновых снимках MSH 15-52, показывает, что многие рентгеновские и радиоэлементы, расположенные далеко от остатка сверхновой, но близко к самому пульсару, возникают не из-за выброса сверхновой или взрывной волны, а скорее из-за взаимодействия пульсара, его ветров и магнитного поля с плотной атмосферой. окружающая межзвездная среда в этом месте. Фото: Рентгеновский снимок: НАСА / CXC / Университет Гонконга /S. Чжан и др.; Радио: ATNF/CSIRO/ATCA; H-альфа: Британская STFC/Королевская обсерватория в Эдинбурге; Обработка изображений: NASA/CXC/SAO/N. Волк
Простирающаяся на 150 световых лет в поперечнике, она является одной из самых больших пульсарных ветровых туманностей, когда-либо обнаруженных.
Эта аннотированная версия туманности MSH 15-52 с надписью также показывает близлежащий остаток сверхновой RCW 89 и местоположение пульсара PSR B1509-58. Обратите внимание на то, насколько пульсар смещен от остатка сверхновой, что указывает на то, что пульсар был выброшен из первоначального местоположения туманности очень быстро. Поскольку вспышка сверхновой произошла всего около 1700 лет назад, а ширина изображения при таком масштабе составляет ~ 150 световых лет, единственным разумным объяснением является быстрый “выброс”. Фото: Рентгеновский снимок: НАСА / CXC / Университет Гонконга /S. Чжан и др.; Радио: ATNF/CSIRO/ATCA; H-альфа: STFC Великобритании/Королевская обсерватория в Эдинбурге; Обработка изображений: NASA/CXC/SAO/N. Волк
Почему радиоизлучение выходит за пределы рентгеновского излучения, остается загадкой.
https://substack.com/redirect/2073e034-8392-49a7-83b4-3c88b106c82a?j=eyJ1IjoiMWtucGM2In0.JTt96Nvw2XaH7TWCfaccFlnKkCpqHUGJJi2_NnTn4jU
Итан Сигел, доктор философии, отмеченный наградами астрофизик-теоретик, который с 2008 года успешно пишет «Начинается с нуля».
здесь: https://bigthinkmedia.substack.com/?utm_source=substack&utm_medium=email