В центральной части Млечного Пути, в области, насыщенной мощными магнитными полями и загадочными линейными структурами, астрономы выявили новый динамический процесс, который заключается во взаимодействии между высокоскоростным пульсаром и так называемой галактической "костью". Обнаружение стало возможным благодаря совместному анализу рентгеновских данных от телескопа Chandraии радионаблюдений от южноафриканского массива MeerKAT, а также Very Large Array (VLA) в США.
Что такое "галактические кости"?
Речь идёт об удлинённых нитевидных образованиях, известных под техническим обозначением nonthermal filaments (NTFs). Они тянутся на десятки и сотни световых лет и чётко видны в радиодиапазоне благодаря излучению релятивистских электронов, движущихся по спирали вдоль вытянутых магнитных полей. Такие структуры, в частности объект G359.13142-0.20005 (сокращённо G359.13, также называемый "Змея"), являются ключевыми индикаторами магнитной топологии центрального Галактического региона. Длина "Змеи" составляет около 230 световых лет, и она считается одной из самых ярких и протяжённых подобных структур, известных на сегодняшний день.
Неожиданный излом
На объединённом изображении, составленном из рентгеновских (Chandra, окрашены в синий) и радиоданных (MeerKAT, в сером), хорошо просматривается нарушение непрерывности структуры G359.13 — своего рода "излом", будто некий мощный удар прервал целостность нити. Анализ этой аномалии показал наличие источника как радиоволн, так и рентгеновского излучения в точке перелома. Он был идентифицирован как пульсар — быстро вращающаяся нейтронная звезда, двигающаяся со скоростью от 1,6 до 3,2 миллиона километров в час.
Пульсары часто рождаются в результате взрывов сверхновых, то есть коллапсов массивных звёзд, и при этом могут получать "удар-ускорение", выбрасывающее их в межзвёздную среду с колоссальной скоростью. В данном случае предполагается, что такой пульсар, получив "пинок" при рождении, буквально врезался в магнитную структуру G359.13, вызвав механический разрыв и локальное искажение магнитного поля. Это, в свою очередь, привело к изменению характера радиоизлучения в этой области, что и позволило астрономам зарегистрировать эффект.
Электроны, позитроны и рентген
Интересно и то, что рядом с пульсаром обнаружен дополнительный источник рентгеновского излучения, происхождение которого пока не определено с полной уверенностью. Однако исследователи полагают, что это может быть результатом ускорения электронов и позитронов (антиматериальных аналогов электронов) до очень высоких энергий. Этот процесс характерен для пульсарных ветровых туманностей.
Расположенная на расстоянии около 26 000 световых лет от Земли, структура G359.13 лежит в непосредственной близости от центрального молекулярного кольцаГалактики, окружая сверхмассивную чёрную дыру Стрелец A*. Регион отличается высокой плотностью газа, мощными магнитными полями и высокой энергетикой.
Таким образом, открытие, сделанное с помощью рентгеновского и радиодиапазонов, даёт не только прямые доказательства взаимодействия между пульсарами и крупномасштабными магнитными структурами, но и способствует пониманию механики распространения энергии в самых динамичных областях нашей Галактики. Как подсказывает пример G359.13, даже "космические кости" не вечны перед натиском звёздных остатков, движущихся с околосветовыми скоростями.