Голубые вспышки из соседней галактики

Гамма-обсерватория HESS обнаружила в Большом Магеллановом облаке три различных типа высокоэнергетических гамма-источников: сильнейшую пульсарную туманность, самый мощный остаток сверхновой и так называемый суперпузырь (superbubble) величиной 270 световых лет, надутый несколькими сверхновыми и звездами. Это впервые позволило наблюдать в другой галактике несколько самых высокоэнергетических источников гамма-излучения. Найденный superbubble является первым в новом классе высокоэнергетических источников гамма-излучения.

Гамма-источники Большого Магелланова Облака

Большое Магелланово Облако (сокращенно БМО) - карликовая спутниковая галактика Млечного Пути, свет от которой идет к нам около 170000 лет. В ней много массивных звездных скоплений и постоянно появляются новые массивные звезды, которые взрываются в конце жизни, как сверхновые, в соответствии со звездной массой этих объектов, в пять раз чаще, чем в Млечном Пути. Самый “юный” остаток сверхновой в нашей местной группе галактик, SN 1987A, также находится в БМО. В процессе наблюдения за этим космическим объектом астрофизики, работающие с HESS, ведут поиск высокоэнергетического гамма-излучения с целью понять структуру ускорения частиц при взрывах звезд.

Источники гамма-излучения в туманности Тарантул

В течение 210 часов телескопы HESS были направлены на крупнейшую область звездообразования БМО, туманность Тарантул. При этом впервые удалось зафиксировать несколько мощных источников высокоэнергетического гамма-излучения в галактике за пределами Млечного Пути.

Первый представитель нового класса высокоэнергетических гамма-источников

Так называемый суперпузырь 30 Dor С является самой большой известной оболочкой, испускающей рентгеновское излучение, что, вероятно, вызвано многочисленными взрывами сверхновых и сильными звездными ветрами. Среди астрофизиков не было единого мнения, способны ли такие суперпузыри быть источниками галактических космических лучей - в дополнение или в качестве альтернативы отдельным остаткам сверхновых. Результаты HESS показывают, что этот superbubble является источником частиц высокой энергии, которыми он наполнен. 30 Dor С - первый представитель нового класса высокоэнергетических источников гамма-излучения.

Оптическое изображение Млечного Пути (рисунок) и составное изображение Большого Магелланова Облака с наложенными картами звездного неба телескопов HESS Фото: HESS

Нейтронные звезды-пульсары и их туманности

Пульсары - это сильно намагниченные, быстро вращающиеся нейтронные звезды, которые испускают ветер ультрарелятивистских частиц и образуют туманности. Самый известный - пример Крабовидная туманность, один из ярчайших источников высокоэнергетического гамма-излучения. Телескопами HESS обнаружен в БМО Пульсар PSR J0537-6910 со своей туманностью N 157b - по многим параметрам близнец очень мощного пульсара Крабовидной туманности в нашей собственной Галактике. Тем не менее, его пульсарная туманность N 157B сияет в гамма-лучах на порядок ярче, чем Крабовидная туманность. Это связано с более слабым магнитным полем в N 157b и интенсивным светом звезд из близлежащих областей звездообразования.

Яркий остаток сверхновой

Остаток сверхновой N 132D, ярко светящийся в радио- и инфракрасном диапазонах, возможно, один из старейших и мощнейших остатков сверхновых. Несмотря на свои 2500-6000 лет, он до сих пор сияет сильнее, чем самые мощные остатки сверхновых в Млечном Пути, хотя модели предсказывают, что в этом возрасте фронт взрыва сверхновой уже не должен эффективно ускорять частицы. Полученные результаты подтверждают предположение других наблюдений с телескопов HESS, что остатки сверхновых могут быть гораздо ярче, чем считалось ранее.

Новый метод интерпретации черенковских изображений

Частично перекрывающиеся и обнаруживающиеся на пределе возможностей приборов, эти новые источники были проблемой для ученых. Результаты были достигнуты только с помощью недавно разработанных методов интерпретации записанных телескопами черенковских изображений, которые смогли, в частности, повысить точность при определении направления, с которого идут гамма-лучи.

"Как пульсарная туманность, так и остаток сверхновой, открытые HESS в БМО, обладают большей энергией, чем их самые мощные родственники в Млечном Пути. Очевидно, высокие темпы звездообразования в Большом Магеллановом Облаке способствуют возникновению крайне экстремальных объектов”, - обобщает Чиа Чун Лу (Chia Chun Lu), проанализировавшая эти данные в своей диссертации. "Удивительно, что, несмотря на соответствующие теоретические предсказания, не найден молодой остаток сверхновой SN 1987A. Но мы будем продолжать искать его", - добавляет ее научный руководитель Вернер Хофманн (Werner Hofmann), директор MPI ядерной физики в Гейдельберге и давний пресс-секретарь по сотрудничеству с HESS.

Источники: sciencemag.org, pro-physik.de