Телескоп НАСА IXPE (Imaging X-ray Polarization Explorer) сделал первое поляризованное рентгеновское изображение остатка сверхновой SN1006. Новые результаты расширяют понимание учёными взаимосвязи между магнитными полями и потоками энергичных частиц, образующихся при взрывах звёзд.
Это новое изображение остатка сверхновой SN1006 объединяет данные, полученные с помощью исследовательской рентгеновской поляризационной станции НАСА и рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра». Красный, зеленый и синий элементы отражают рентгеновские лучи низкой, средней и высокой энергии, обнаруженные Чандрой, соответственно. В левом верхнем углу фиолетовым цветом показаны данные IXPE, измеряющие поляризацию рентгеновского света, а также линии, представляющие движение наружу магнитного поля остатка. Источник: рентгеновские снимки: NASA/CXC/SAO (Чандра); НАСА/MSFC/Нанкинский университет/П.Чжоу и др. (IXPE); ИК: НАСА/Лаборатория реактивного движения/Калифорнийский технологический институт/Спитцер; Обработка изображений: NASA/CXC/SAO/J.Schmidt
«Магнитные поля чрезвычайно сложно измерить, но IXPE предоставляет нам эффективный способ их обнаружения», — сказал доктор Чжоу Пин, астрофизик из Нанкинского университета и ведущий автор новой статьи, опубликованной в The Astrophysical Journal. «Теперь мы можем видеть, что магнитное поле SN1006 является турбулентным, но при этом демонстрирует организованные направления».
SN1006 расположена в созвездии Вольфанга на расстоянии около 6500 световых лет от Земли. Это остатки гигантского взрыва. Этот взрыв мог произойти в результате слияния двух белых карликов или же это мог быть белый карлик, поглотивший слишком много массы звезды-компаньона. Первоначально обнаруженный весной 1006 года нашей эры наблюдателями из Китая, Японии, Европы и арабского мира, его свет был виден невооруженным глазом в течение как минимум трех лет. Современные астрономы до сих пор считают это самое яркое звездное событие, когда-либо зарегистрированное.
С самого начала современных наблюдений исследователи обнаружили странную двойную структуру этого остатка, которая явно отличается от других круглых остатков сверхновых. Он также может идентифицировать яркие «конечности» или края в рентгеновских и гамма-диапазонах.
«Поскольку IXPE сочетает чувствительность к поляризации рентгеновских лучей со способностью пространственно разрешать области излучения, близкие яркие в рентгеновском диапазоне остатки сверхновых, такие как SN1006, хорошо подходят для измерений IXPE», — сказал Дуглас Шварц, исследователь Ассоциации космических исследований университетов в Центре космических полетов имени Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама. «Эта совокупная возможность имеет решающее значение для определения точек ускорения космических лучей».
Предыдущие рентгеновские наблюдения за SN1006 впервые продемонстрировали, что остатки сверхновых могут радикально ускорять электроны, и помогли идентифицировать быстро расширяющуюся туманность вокруг взрывающейся звезды как место рождения высокоэнергетических космических лучей, которые могут перемещаться почти со скоростью света.
Ученые предполагают, что уникальная структура SN1006 связана с направлением ее магнитного поля, и делают вывод, что волны взрыва сверхновой в северо-восточном и юго-западном направлениях соответствуют направлению магнитного поля и могут более эффективно ускорять частицы высокой энергии.
Доктор Ян Ичжун, соавтор статьи и астрофизик высоких энергий из Университета Гонконга, сказал, что новые результаты IXPE могут помочь проверить и прояснить эти теории.
Доктор Янг сказал: «Поляризационные свойства, полученные нами с помощью спектрополяризационного анализа, хорошо согласуются с результатами других методов и рентгеновских обсерваторий, что подчеркивает надежность и мощь IXPE. Впервые мы можем составить карту структуры магнитного поля остатка сверхновой при более высоких энергиях с большей детализацией и точностью, что позволяет нам лучше понять процессы, которые управляют ускорением этих частиц».
Исследователи говорят, что результаты демонстрируют связь между магнитными полями и оттоком энергичных частиц из остатка. Согласно выводам IXPE, магнитное поле в оболочке SN1006 несколько дезорганизовано, но все же имеет предпочтительное направление. Когда ударная волна от первоначального взрыва проходит через окружающий газ, магнитное поле выравнивается с движением ударной волны. Заряженные частицы улавливаются магнитным полем вокруг очага взрыва, где они быстро ускоряются. Эти ускоренные частицы высокой энергии, в свою очередь, передают энергию, поддерживая сильное и турбулентное магнитное поле.
С момента своего запуска в декабре 2021 года IXPE наблюдал три остатка сверхновой — Кассиопею А, Тихо и теперь SN1006, помогая ученым более полно понять происхождение и процессы магнитных полей, окружающих эти явления.
Ученые были удивлены, обнаружив, что SN1006 была более поляризованной, чем два других остатка сверхновой, но все три имели магнитные поля, ориентированные наружу от центра взрыва. Продолжая изучать данные IXPE, исследователи переориентируют свое понимание того, как частицы ускоряются в подобных экстремальных объектах.
Источник составления: ScitechDaily.