Телескоп IXPE помогает разобраться в связи между сверхновыми и высокоэнергетическими частицами
«Измерение магнитных полей — крайне сложная задача, но благодаря IXPE у нас есть эффективный способ изучения этих полей. Мы обнаружили, что магнитные поля SN 1006 турбулентные, но в то же время имеют определённое направление», — говорит доктор Пин Чжоу, астрофизик из Нанкинского университета в Китае и ведущий автор статьи.
SN 1006 находится в созвездии Волка (Lupus) на расстоянии около 6500 световых лет от Земли. Это остаток мощного взрыва, возникшего в результате слияния двух белых карликов или передачи большого количества массы белому карлику от его спутника. Впервые он был замечен весной 1006 года в Китае, Японии, Европе и арабских странах, и его свет был виден невооруженным глазом в течение нескольких лет. Современные астрономы до сих пор считают событие SN 1006 самым ярким на небесной сфере.
Это изображение остатка сверхновой SN 1006 объединяет данные, полученные с помощью метода рентгеновской поляриметрии и рентгеновской обсерватории «Чандра». Данные IXPE, измеряющие поляризацию рентгеновского света, показаны фиолетовым цветом в верхнем левом углу. Источник: NASA/CXC/SAO/J.SchmidtС момента начала современных наблюдений, астрофизики обратили внимание на необычную двойную структуру этого остатка сверхновой, отличающуюся от других «округлых сверхновых. Он также имеет ярко выраженные границы, видимые в рентгеновском и гамма диапазоне.
«Такие яркие остатки сверхновых, как SN 1006, которые являются источниками рентгеновского излучения, идеально подходят для целей IXPE. Он сочетает чувствительность к поляризации рентгеновского излучения с возможностью пространственного разрешения эмиссионных областей. Эта возможность играет ключевую роль в определении областей ускорения космических лучей», — поделился соавтор работы, Дуглас Сварц, исследователь NASA Центра космических полетов имени Маршалла.
Предыдущие наблюдения SN 1006 в рентгеновском диапазоне подтвердили, что остатки сверхновых могут значительно ускорять электроны и помогли выявить быстро расширяющиеся облака вокруг взрывающихся звёзд, где формируются высокоэнергетические космические лучи, движущихся практически со скоростью света.
Учёные предполагали, что уникальная структура SN 1006 связана с направлением магнитного поля и предположили, что взрывные волны сверхновой движутся в направлении, соответствующем магнитному полю и ускоряют высокоэнергетические частицы. Новые результаты IXPE помогли подтвердить и уточнить эти теории, говорит доктор И-Чжун Ян, астрофизик из Гонконгского университета. «Полученные из нашего анализа поляризационные свойства очень точно согласуются с результатами других методов и рентгеновских обсерваторий, подчеркивая надёжность и разрешающую мощность IXPE. Теперь мы можем создать карту структуры магнитного поля остатков сверхновых с более высокой детализацией, что позволит лучше понять процессы, приводящие к ускорению этих частиц», — говорит Ян.
Полученные результаты свидетельствуют о связи между магнитными полями и выбросом высокоэнергетических частиц из остатков сверхновых. Согласно результатам IXPE, магнитные поля в оболочке SN 1006 немного дезорганизованы, но все же имеют «предпочтительное» направление. При прохождении ударной волны от взрыва через окружающий газ, магнитные поля выравниваются с движением ударной волны. Заряженные частицы оказываются «запертыми» в магнитных полях вокруг источника взрыва, где они быстро ускоряются. Быстро движущиеся высокоэнергетические частицы, в свою очередь, передают энергию, образовывая сильные и бурные магнитные поля.
IXPE, запущенная в декабре 2021 года, наблюдала за тремя остатками сверхновых — Cassiopeia A, Tycho и SN 1006, помогая учёным лучше понять происхождение и свойства магнитных полей, окружающих сверхновые.
© iXBT
