Порывы звездного ветра назвали причиной гамма-вспышек

Астрофизики построили новую модель высокоэнергетического излучения от Крабовидной туманности — остатка вспышки сверхновой 1054 года. В рамках новой работы внезапные увеличения потока в гамма-диапазоне удалось объяснить неоднородностями ветра, испускаемого пульсаром в центре туманности. Статья с результатами опубликована в журнале Physical Review Letters.

Крабовидная туманность получилась в результате взрыва сверхновой, свет от которой достиг Земли в 1054 году. Внешние слои звезды были выброшены взрывом и стали расширяющимся облаком газа, а ядро коллапсировало в плотный звездный остаток — нейтронную звезду, которая наблюдается в виде пульсара. Самая яркая стадия сверхновой давно позади, но в оболочке продолжаются процессы, которые приводят к вспышкам даже в высокоэнергетическом гамма-диапазоне.

Гамма-излучение Крабовидной туманности долго считалось постоянным, пока в 2011 году не было обнаружено кратковременное увеличение яркости в 30 и более раз. Теоретики затруднялись объяснить быструю переменность таких событий и большую энергию порождаемых фотонов — свыше 100 МэВ. Новая модель Джона Кирка и Гвенаэля Джачинти из Института ядерной физики Общества Макса Планка объясняет их переменностью в звездном ветре — потоках плазмы от пульсара.

Астрофизики уже знали, что этот ветер ответственен за большую часть высокоэнергетического излучения туманности, которое появляется из-за взаимодействия электронов и позитронов ветра с окружающими пылью и газом. Ученые предположили, что иногда в некоторых областях оказывается пониженная концентрация заряженных частиц. В результате оставшаяся плазма в этой области ускоряется, так как электромагнитные силы, управляющие движением ветра, стремятся поддерживать постоянную интенсивность потока зарядов. Большая скорость приводит к большему энерговыделению при взаимодействии с газом. Согласно выводам авторов, получающееся гамма-излучение должно быть поляризовано, что может быть установлено будущими телескопами.