Трое астрофизиков из Ирландии, России и Японии нашли объяснение полученным в прошлом году данным о чрезвычайно энергичном гамма-излучении пульсара PSR B0531+21.
Пульсары — быстро вращающиеся намагниченные нейтронные звёзды — были обнаружены более 40 лет назад. В их магнитосферах, вращающихся вместе со звёздами, заряженные частицы ускоряются до релятивистских энергий и испускают излучение, попадающее в диапазон от радиоволн до гамма-лучей. Составить детальное описание этого процесса, которое устраивало бы всех специалистов, пока не удаётся: существует несколько конкурирующих моделей, отличающихся друг от друга по расположению области ускорения частиц.
PSR B0531+21, расположенный в Крабовидной туманности на расстоянии в 6 500 ± 1 600 световых лет от Земли, представляет собой остаток сверхновой, наблюдавшейся ещё в 1054 году. Упомянутая выше информация о его импульсном гамма-излучении с энергией свыше 100 ГэВ, удивившая астрономов, была передана черенковскими телескопами VERITAS. «Измеренный период импульсов точно совпадал с периодом вращения PSR B0531+21, а потому пульсар и назвали источником этого излучения», — замечает один из авторов новой работы Феликс Ахаронян.
В модели, предложенной г-ном Ахароняном и его коллегами, появление энергичного гамма-излучения связывается с действием испускаемого PSR B0531+21 ультрарелятивистского плазменного электрон-позитронного пульсарного ветра. Последний, согласно теории, зарождается вблизи так называемого светового цилиндра — поверхности, на которой линейная скорость вращения сравнивается со скоростью света (речь здесь идёт вот о чём: у пульсара система силовых линий магнитного поля вращается с угловой скоростью, задаваемой нейтронной звездой, а соответствующая линейная скорость растёт с увеличением расстояния от оси вращения и постепенно приближается к скорости света). Можно сказать, что ветер, уносящий основную часть энергии вращения, потерянной пульсаром, играет роль связующего элемента между PSR B0531+21 и туманностью.
Чтобы модель соответствовала наблюдательным данным, «холодный» пульсарный ветер (его электроны должны иметь небольшую энергию в системе отсчёта, связанной с движущейся плазмой) необходимо ускорить в довольно узкой цилиндрической области с центром на оси вращения пульсара, радиус которой в несколько десятков раз превосходит радиус светового цилиндра. В результате ускорения лоренц-фактор должен доходить до (0,5–1,0)•106.
Дать ответ на вопрос о том, выполняется ли установленное авторами условие сильного ускорения ветра в области небольших размеров, могут только дополнительные наблюдения.
По материалам: Wired