Космический телескоп НАСА запечатлел «Призрачную руку»


Фото из открытых источников
Вселенная — жуткое место. Помимо скрытой Темной Материи и Темной Энергии, даже некоторые из вещей, которые мы можем видеть, выглядят так, как будто они столкнулись в ночи, если бы в космосе были звуковые волны. Например, сейчас НАСА опубликовало изображение одной из самых жутких туманностей, получивших прозвище «Призрачная рука» из-за ее пальцев, похожих на скелет. Работа опубликована в The Astrophysical Journal.
 
Туманность, правильно названная MSH 15-52 или PSR B1509-58, является продуктом мертвой звезды, а точнее пульсара, оставшегося после взрыва сверхновой 1600 лет назад. Оставшаяся нейтронная звезда быстро вращается, выбрасывая струи материи и антиматерии со своих полюсов и мощный ветер.
 
Ветер уносит материал, выброшенный во время и до взрыва сверхновой. Пульсар расположен на том месте, которое в парейдолии кажется нашим глазам основанием ладони, причем ветер в одном направлении образует предплечье, а в другом — светящиеся пальцы.
 
По очевидным причинам, MSH 15-52 был любимым объектом рентгеновских телескопов для получения изображений, но не этот жуткий вид заставил НАСА посвятить 17 дней работы Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) туманности. Это самый длинный срок, который IXPE потратил на какой-либо отдельный объект, и значительные ресурсы. Эти данные были объединены с наблюдениями рентгеновского телескопа Чандра, чтобы создать изображение выше.
 
«Данные IXPE дают нам первую карту магнитного поля в «руке», — заявил профессор Роджер Романи из Стэнфордского университета. «Заряженные частицы, производящие рентгеновские лучи, движутся вдоль магнитного поля, определяя основную форму туманности, как это делают кости в руке человека».
 
Как следует из названия, IXPE не просто собирает рентгеновские лучи, он фиксирует их поляризацию, предоставляя информацию, которую предыдущие рентгеновские телескопы не могли получить. Большие части MSH 15-52 необычно поляризованы, в некоторых случаях это максимально возможно теоретически. Для этого требуется не только очень мощное, но и прямолинейное и однородное магнитное поле.
 
Компактная решётка австралийского телескопа ранее использовала поляризацию радиоволн, чтобы получить некоторое представление о магнитных полях туманности, но не смогла добиться ничего похожего на прецизионные рентгеновские лучи. 
 
«Мы все знакомы с рентгеновскими лучами как с медицинским диагностическим инструментом для людей», — сказала соавтор Жозефина Вонг. «Здесь мы используем рентгеновские лучи по-другому, но они снова раскрывают информацию, которая иначе была бы скрыта от нас». 
 
Однако эта намагниченность сильно варьируется в зависимости от туманности. Самая яркая струя, образующая «запястье» руки, изначально не очень поляризована, что Романи, Вонг и коллеги объясняют запутанными магнитными полями в области турбулентности. В той степени, в которой основание запястной струи вообще поляризовано, кажется, что она находится под углом к остальной части туманности, и ее трудно обнаружить с нашего луча зрения. 
 
По мере удаления струи от пульсара силовые линии выпрямляются, а поляризация увеличивается. Исследователи приходят к выводу, что частицы ускоряются в турбулентных областях, прежде чем попасть туда, где поле более прямолинейное.
 
С момента своего запуска в 2021 году IXPE также изучал другие недавно сформировавшиеся пульсары в нашей части галактики, в том числе туманности Крабовидная и Вела, продукты сверхновых 1000 и 11 000 лет назад соответственно.
 
Результаты IXPE указывают на схожие магнитные поля вокруг каждой из них, что привело команду к выводу, что они являются более распространенной особенностью ветровых туманностей, чем считалось ранее.