Нейтронная звезда — это раздавленное ядро ??массивной звезды, в которой закончилось топливо, она схлопнулась под собственным весом и взорвалась как сверхновая. Каждый из них сжимает эквивалентную массу полумиллиона Земель в шар диаметром всего 12 миль (20 километров), что примерно равно длине острова Манхэттен в Нью-Йорке. Нейтронные звезды чаще всего встречаются в виде пульсаров, которые излучают радио, видимый свет, рентгеновские лучи и гамма-лучи в различных местах в окружающих их магнитных полях. Когда пульсар вращает эти области в нашем направлении, астрономы обнаруживают импульсы излучения, отсюда и название.
Типичные магнитные поля пульсаров могут быть в 100-10 триллионов раз сильнее земных. Магнитные поля еще в тысячу раз сильнее, и ученые не знают деталей того, как они создаются. Из примерно 2600 известных нейтронных звезд на сегодняшний день только 29 классифицируются как магнетары.
Новооткрытая туманность окружает магнитар, известный как Swift J1834.9-0846, сокращенно J1834.9, который был обнаружен спутником NASA Swift 7 августа 2011 года во время короткой рентгеновской вспышки. Астрономы подозревают, что этот объект связан с остатком сверхновой звезды W41, находящимся примерно в 13 000 световых лет от нас в созвездии Скутум в центральной части нашей галактики.
«Прямо сейчас мы не знаем, как J1834.9 образовала и продолжает поддерживать ветровую туманность, которая до сих пор была структурой, наблюдаемой только вокруг молодых пульсаров», — сказал ведущий исследователь Джордж Юнес, постдокторский исследователь из Университета Джорджа Вашингтона в Вашингтоне. . «Если процесс здесь подобен, то около 10 процентов потерь энергии вращения магнетара приводит в действие свечение туманности, что было бы наивысшей эффективностью, когда-либо измеренной в такой системе».Через месяц после открытия Swift группа под руководством Юнеса еще раз взглянула на J1834.9 с помощью рентгеновской обсерватории XMM-Newton Европейского космического агентства (ESA), которая обнаружила необычное однобокое свечение диаметром около 15 световых лет с центром в центре звезды. магнетар. Новые наблюдения XMM-Newton в марте и октябре 2014 года в сочетании с архивными данными XMM-Newton и Swift подтверждают это расширенное свечение как первую ветряную туманность, когда-либо идентифицированную вокруг магнетара.
Статья с описанием анализа будет опубликована в The Astrophysical Journal.«Для меня самый интересный вопрос: почему это единственный магнетар с туманностью? Как только мы узнаем ответ, мы сможем понять, что делает магнетар и что делает обычный пульсар», — сказала соавтор Крисса Кувелиоту. профессор кафедры физики Колумбийского колледжа искусств и наук Университета Джорджа Вашингтона.Самая известная ветряная туманность, созданная пульсаром возрастом менее тысячи лет, находится в центре остатка сверхновой Крабовидной туманности в созвездии Тельца.
Молодые пульсары, подобные этому, вращаются быстро, часто десятки раз в секунду. Быстрое вращение пульсара и сильное магнитное поле работают вместе, ускоряя электроны и другие частицы до очень высоких энергий.
Это создает поток, который астрономы называют пульсарным ветром, который служит источником частиц, образующихся в туманности ветра.«Создание ветровой туманности требует больших потоков частиц, а также некоторого способа ограничить исходящий поток, чтобы он не просто устремлялся в космос», — сказала соавтор Элис Хардинг, астрофизик из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. . «Мы думаем, что расширяющаяся оболочка остатка сверхновой служит бутылкой, сдерживая отток в течение нескольких тысяч лет.
Когда оболочка достаточно расширилась, она становится слишком слабой, чтобы сдерживать частицы, которые затем просачиваются, и туманность исчезает. . " Это, естественно, объясняет, почему туманности ветра не встречаются среди более старых пульсаров, даже тех, которые вызывают сильные истечения.Пульсар использует свою энергию вращения, чтобы производить свет и ускорять пульсарный ветер. Напротив, вспышка магнетара питается энергией, накопленной в сверхсильном магнитном поле. Когда поле внезапно перестраивается в состояние с более низкой энергией, эта энергия внезапно высвобождается в виде вспышки рентгеновских и гамма-лучей.
Таким образом, хотя магнетары не могут производить устойчивый бриз типичного пульсарного ветра, во время вспышек они способны генерировать короткие порывы ускоренных частиц.«Туманность вокруг J1834.9 хранит потоки энергии магнетара за всю его активную историю, начавшуюся много тысяч лет назад», — сказал член группы Джонатан Гранот, доцент кафедры естественных наук в Открытом университете в Раанане. Израиль. «Это уникальная возможность изучить историческую активность магнетара, открывающую совершенно новую площадку для таких теоретиков, как я».
Спутник ЕКА XMM-Newton был запущен 10 декабря 1999 года из Куру, Французская Гвиана, и продолжает проводить наблюдения. НАСА финансирует элементы пакета инструментов XMM-Newton и предоставляет возможность гостевого наблюдателя НАСА в Годдарде, которая поддерживает использование обсерватории астрономами США.