В сердце Лебедя: Из жизни великанов

Расположенный поблизости от Гаммы Лебедя, этот регион был обнаружен радиотелескопами еще в 1950-х и получил наименование Лебедь X-1. Теперь исследование продолжает орбитальный телескоп Fermi, благодаря которому удалось показать, что и рождением, и гибелью звезд здесь «дирижируют» потоки быстрых частиц космических лучей. В основном, их составляют движущиеся с околосветовой скоростью протоны: путешествуя сквозь галактику, они отклоняются различными магнитными полями, из-за которых траектория частиц становится чрезвычайно запутанной и сложной. Сталкиваясь с межзвездным газом, протоны и другие частицы создают потоки излучения, в том числе и гамма-лучей, которые уже по прямой попадают на детектор Fermi LAT, открывая нам новые тайны Вселенной — в том числе и тайну происхождения и ускорения космических лучей.

Самыми вероятными кандидатами на роль «космических ускорителей частиц» считаются быстро расширяющиеся ионные газовые оболочки и мощные динамичные магнитные поля, возникающие в ходе взрывов сверхновых. Таким финалом венчается жизнь наиболее крупных звезд — спектральных классов О и В, в 40 и более раз тяжелее Солнца и в несколько раз горячее него. Как настоящие рок-звезды, живут они недолго, умирают ярко. Как и настоящие рок-звезды, они довольно редки и оказывают сильнейшее влияние на все свое окружение, изливая в него потоки ультрафиолетового излучения и заряженных частиц звездного ветра. Остатки облака, из которого образовалась такая звезда, он быстро разметывает по пространству, нередко затормаживая появление новых массивных звезд по соседству.

Впрочем, вернемся к Лебедю X-1. Расположенная в 4500 световых годах от Земли, эта «фабрика звезд», по расчетам, содержит вещества на 2 млн таких звезд, как наше Солнце. В его пределах имеется черная дыра и наблюдается множество скоплений молодых звезд и несколько групп звезд классов О и В (ОВ-ассоциаций). Одна из них, Лебедь OB2, содержит около 65 звезд класса О, самых тяжелых, горячих и ярких, плюс 500 звезд класса В. Общая их масса составляет 30 тыс. солнечных — это один из самых тяжелых объектов подобного типа в пределах 6,5 тыс. световых лет от нас. Вдобавок, все звезды здесь очень молоды даже по меркам этих короткоживущих великанов: не старше 5 млн лет, и далеко не подошли к пределу, после которого они исчерпают запасы термоядерного топлива и начнут превращаться в сверхновые.

Исследование излучения этих монструозных светил показало, что скопления эти погружены в газовые скопления вещества: сами звезды сидят в «пузырях» разреженного и раскаленного газа, а «пузыри» эти — в пространстве, заполненном более плотным и холодным веществом, где продолжается рождение все новых звезд. И именно в пределах этих «пузырей» детектор Fermi LAT обнаружил интенсивное гамма-излучение. Энергия его достигает 100 млрд э*В и даже выше (для сравнения: энергия частиц видимого излучения составляет 2−3 э*В).

Оно позволило ученым заметить присутствие частиц космического излучения, с энергиями, сравнимыми с энергией частиц, разгоняемых самыми мощными ускорителями на Земле. Иначе говоря, частицы эти только начали свое долгое и запутанное путешествие от своего ускорителя. Но в отсутствие сверхновых что может разгонять их до таких скоростей? Все говорит о том, что роль эту выполняют мощные и динамичные, турбулентно завихренные магнитные поля массы присутствующих в скоплении крупных звезд. Из-за этого происходит интенсивное перемешивание газа, как в огромном звездном джакузи. Частицы космических лучей надолго остаются «заперты» этими потоками, хаотично двигаясь, пока не вырвутся в более спокойные области, где могут продолжать путешествие по более вытянутой траектории.

Кстати, к этой ассоциации относят и остаток сверхновой, возраст которой оценивается в 7 тыс. лет. Возможно, именно она некогда насытила окружение протонами и другими частицами, которые оказались в плену в «магнитном коконе» этого бурного региона.

По пресс-релизу NASA