Гамма-джерело виявилося залишком частинок, що походять від пульсара.

Рентгенівський слід, виявлений поблизу одного з пульсарів Чумацького Шляху, виявився значно довшим, ніж будь-які раніше зафіксовані. Цю унікальну структуру помітили завдяки орбітальному телескопу. Вона простягається в тому ж напрямку, що й гамма-випромінювання надвисоких енергій, джерело якого досі залишалося невідомим. Це співпадіння свідчить про те, що частинки, після прискорення, не втрачають свій напрямок, а продовжують рух на десятки світлових років.

Найдовший хвіст, який відомий на сьогодні.

Пульсар PSR J1740+1000, що має середній вік, розташований приблизно на відстані 4600 світлових років від нашої планети. Неподалік від нього було виявлено рентгенівський хвіст, що простягається на кілька світлових років. Останні дослідження виявили, що цей хвіст насправді розтягується на південний захід на максимальні 32 кутові хвилини, що відповідає приблизно 42 світловим рокам.

Таку тривалу форму серед туманностей пульсарного вітру ще не спостерігали. Щоб зрозуміти масштаб, хвіст має приблизно вдесятеро більшу довжину, ніж відстань від Сонця до найближчої зірки Проксіми Центавра, яка становить 4,2 світлових року. Ці результати були опубліковані в рецензованому журналі Science China Physics, Mechanics & Astronomy.

Чому його спостерігали не в цілому?

Цю частину неба раніше досліджували за допомогою XMM-Newton, витративши на неї понад 400 тисяч секунд, що у понад шість разів перевищує тривалість нових спостережень. Однак вдалося зафіксувати лише невелику частину цього розширеного утворення.

Апарат Einstein Probe обладнаний рентгенівським телескопом, що має широкий кут зору і низький рівень фонових шумів. Це унікальне поєднання дозволяє виявляти слабкі, розмиті структури на великих площах небесної сфери. Лише близько 70 тисяч секунд збору сигналу, що є менше ніж за добу, виявилося достатньо для отримання повного зображення.

Гамма-кванты, происхождение которых неясно.

У наземній обсерваторії широких атмосферних злив на великій висоті (LHAASO) в Китаї реєструють найенергійніші гамма-кванти. Частину з них породжують частинки з енергіями понад петаелектронвольт. Біля кількох таких джерел немає жодного об'єкта, здатного розігнати матерію до подібних значень.

Одне з пояснень полягало в тому, що прискорені частинки встигли відійти далеко від місця свого розгону. Тоді гамма-кванти виникають уже там, де ніякого астрономічного об'єкта немає.

Спільне походження двох діапазонів

Самого лише збігу напрямків на небі для висновку замало. Вирішальним стало те, що обидва типи випромінювання пояснюються однією популяцією високоенергетичних електронів, а їхні спектри й розташування на небі узгоджуються між собою.

Частинки прискорюються в туманності, що виникає від пульсарного вітру. Переміщуючись уздовж хвоста через магнітні поля, вони генерують синхротронне випромінювання, яке можна виявити в рентгенівському спектрі. Ці ж електрони передають енергію низькоенергетичним фотонам міжзоряного середовища, підвищуючи їх до надвисоких рівнів енергії.

Дві можливі причини

Зазвичай у міжзоряному просторі високоенергетичні частинки взаємодіють з коливаннями магнітного поля і поступово розподіляються в усіх напрямках. Однак, в даному випадку, домінуючий напрямок залишається стабільним на відстані 42 світлових років, як зазначає Phys.org.

Перше пояснення вказує на наявність добре організованого міжзоряного магнітного поля, де рух вздовж силових ліній є вільним, а поперек них — обмеженим. Друге ж теорія передбачає швидкий, сколімований потік матерії, який постійно виходить в одному напрямку, виштовхуючи частинки від пульсара. На даний момент не вдається з'ясувати, який з цих механізмів є домінуючим.

Результати для каталогів надвисоких енергій.

Місце, в якому фіксуються гамма-кванти, не обов'язково є точкою прискорення; це може бути просто відрізок траєкторії частинок. Просторове відстань між джерелом надвисоких енергій та потенційним астрономічним відповідником не завжди свідчить про помилкову асоціацію.

У тому ж випуску роботи з'явився коментар від Габріеле Понті та його команди з Національного інституту астрофізики Італії (INAF). Це дає зрозуміти, що для тих, хто займається складанням каталогів гамма-джерел, важливо ретельно перевіряти зсуви об'єктів на можливу взаємодію з віддаленими пульсарами, а не просто відкидати такі спостереження як випадкові.