В Крабовидной туманности действует мощнейший космический ускоритель частиц — магнитное поле в форме бублика, окружающее останки некогда яркой звезды.

Композитное изображение Крабовидной туманности, составленное из данных, собранных в рентгеновском (синий цвет, снимок Chandra) и оптическим (красный, снимок Hubble) диапазонах. Наложен вектор поляризации, полученный на основе измерений зонда INTEGRAL
Схематическое изображение пульсара. Сфера в центре изображения — нейтронная звезда, кривые линии обозначают линии магнитного поля пульсара, голубые конусы — потоки излучения пульсара

Крабовидная туманность — расширяющиеся останки от взрыва сверхновой, который китайские и арабские астрономы наблюдали в 1054 г. В центре взрыва остался крайне плотный объект, периодически испускающий крайне мощные и узконаправленные вспышки, — пульсар. Пульсар этот, по оценкам ученых, вращается со скоростью около 30 об./мин и понемногу замедляется, выбрасывая при этом потоки быстрых частиц и электромагнитные возмущения.

Некоторые из этих частиц — в основном, электроны, — ускоряясь в магнитных полях, испускают высокоэнергетическое рентгеновское и гамма-излучение. Но до сих пор толком не было ясно, в каких именно областях магнитного поля пульсара происходит это ускорение. Мы, кстати, уже рассказывали о некоторых интересных особенностях пульсара Крабовидной туманности: «Загадки пульсара». Еще «ближе» к этому интересному объекту подобрались британские ученые под руководством Тони Дина (Tony Dean).

Отталкиваясь от данных, полученных спутником INTEGRAL, они показали, что до 46% гамма-излучения пульсара Крабовидной туманности поляризовано — то есть, электромагнитные волны его колеблются в одной плоскости. «Такая высокая степень поляризации, — поясняет Тони Дин, — говорит о том, что магнитное поле пульсара чрезвычайно высоко упорядоченно».

Магнитное поле пульсара в триллионы раз мощнее, чем у нашей планеты. В непосредственных окрестностях пульсара магнитные линии начинаются на одном его полюсе и, изгибаясь, упираются в другой, образуя форму бублика — говоря по‑научному, тора. Но чем дальше от пульсара, тем больше все усложняется. Линии магнитного поля начинают разрываться и рекомбинировать, формируя узелки и завихрения. Впрочем, по расчетам Тони Дина и его группы, ускорение частиц происходит раньше, еще в области высокоупорядоченного магнитного поля, в непосредственной близости от пульсара.

Такие результаты измерений подтверждают существующие теории, описывающие поведение частиц в магнитном поле пульсара. Хотя стоит заметить, что вряд ли эта теория подтвердится еще и другими прямыми экспериментами: замерить поляризацию высокоэнергетических фотонов крайне сложно, тем более на космических расстояниях. Крабовидная туманность является в этом приятным исключением, поскольку она весьма ярка и находится всего-то в 6,5 тыс. световых лет от Земли.

Кстати, мощнейшим ускорителем частиц, в сравнении с которым детской игрушкой выглядит даже пресловутый Большой Адронный Коллайдер («Ключ к Вселенной»), могут выступать и черные дыры. Читайте об этом: «Всегалактический ускоритель».

По сообщениям ESA и New Scientist Space