Телескоп Hubble обнаружил загадочный инфракрасный источник в относительной близости от нейтронной звезды

Космическое пространство полно необычных сигналов и источников излучения, природа которых все еще не ясна астрофизикам. Пример – так называемые быстрые радиовсплески (Fast Radio Bursts — FRB), мощные миллисекундные вспышки радиоизлучения, происходящие по несколько тысяч раз в день, но до сих пор остающиеся загадкой. Теперь же астрономы обнаружили новый непонятный источник, на этот раз в инфракрасном (тепловом) диапазоне электромагнитного излучения. Обнаружен он учеными при помощи космического телескопа Hubble в окрестностях нейтронной звезды, расположенной в относительной близости от Солнца — около 800 световых лет. Странное излучение было обнаружено группой исследователей под руководством Университета штата Пенсильвания (США) в сотрудничестве с турецкими учеными. Изучение источника излучения поможет лучше понять эволюцию нейтронных звезд — чрезвычайно плотных объектов, которые остаются на месте взрывов сверхновых. «Эта особенная нейтронная звезда принадлежит группе из семи расположенных неподалеку рентгеновских пульсаров — так называемой Великолепной семерке (астрономы полагают, что это молодые одиночные нейтронные звезды с сильным магнитным полем), которые горячее, чем должны были бы быть, учитывая их возраст и энергетику, получаемую за счет торможения», — пояснила Беттина Поссельт, профессор астрономии из Университета Пенсильвании, автор статьи в The Astrophysical Journal. — Мы обнаружили широкую область инфракрасного излучения вокруг этой нейтронной звезды RX J0806.4-4123, протяженность которой составляет порядка 200 астрономических единиц (2,5 расстояния от Солнца до Плутона) от пульсара».

Астрономы впервые обнаружили нейтронную звезду, ассоциированную со столь протяженным источником излучения, причем только в инфракрасном диапазоне.

Основываясь на прошлых наблюдениях, астрономы уверены, что видят гораздо более интенсивное инфракрасное излучение, чем может исходить от этой нейтронной звезды. «Все излучение, что мы видим, скорее всего приходит не от самой нейтронной звезды. Там должно быть что-то кроме», — считает Поссельт.

Для объяснения этого феномена ученые предложили две версии. Первая связана с наличием вокруг нейтронной звезды протяженного диска, преимущественно из пыли. «Одна из гипотез связана с наличием так называемого диска обратной аккреции, который остался вокруг нейтронной звезды после взрыва сверхновой, — пояснила Беттина Поссельт. — Такой диск должен состоять из материи массивной звезды-прародителя. Его дальнейшее взаимодействие с нейтронной звездой должно нагревать пульсар и останавливать его вращение. Если наличие такого диска подтвердится, это может изменить наше общее понимание эволюции нейтронных звезд».

Предполагается, что после взрыва сверхновой часть вещества не улетает «в бесконечность», а выпадает обратно на образовавшуюся нейтронную звезду или остается вращаться вокруг нее в виде диска.

Второе объяснение может быть связано с так называемым «плерионом». Плерион (англ. pulsar wind nebula) — термин, означающий подпитывание туманности, образующейся после взрыва сверхновой, ветром пульсара.

«Плерион может возникать, когда частицы ускоряются электрическим полем, производимым быстрым вращением нейтронной звезды вместе с сильным магнитным полем. По мере движения нейтронной звезды в межзвездной среде на сверхзвуковых скоростях в месте столкновения межзвездной среды и ветра пульсара возникает ударная волна. Ускоренные частицы излучают синхротронное излучение, вызывая протяженное инфракрасное излучение, которое мы наблюдаем. Обычно плерионы видны в рентгеновском диапазоне, и видеть их только в инфракрасном весьма необычно и волнительно», — отметила Поссельт.

Обычно природа нейтронных звезд изучается астрономами на основе наблюдений в радио- и рентгеновском диапазонах. Новое же открытие продемонстрировало, что важная информация об этих объектах может быть получена и в инфракрасном диапазоне длин волн. Будущие исследования подобных объектов ученые связывают с планируемым на 2021 год выведением на орбиту космического телескопа имени Джеймса Вебба, что позволит лучше понять природу и эволюцию нейтронных звезд.