Как ослепительный маяк в глухой ночи, это мощное гамма-излучение звездной оболочки было замечено в соседней галактике. Открытие, сделанное с помощью космического гамма-телескопа Ферми, представляет собой первый гамма-пульсар, обнаруженный за пределами Млечного Пути. И этот внегалактический объект является монстром.
Пульсары представляют собой быстро вращающиеся нейтронные звезды, образованные из плотных остатков когда-то массивной звезды. После выработки топлива, а затем взрыва как сверхновая, в зависимости от первоначальной массы звезды нейтронная звезда будет представлять остаток быстро вращающейся материи.
Как и следовало ожидать, пульсар окружает экстремальная среда. Магнитное поле, обволакивающее молодую звезду, имеет мощность первоначальной звезды, сжатой в шарик размером в пару десятков миль. Такой интенсивный магнетизм имеет мощную физику, испуская сильное излучение из полюсов вращающейся звезды. Именно эти лучи радиации дают пульсару его имя; так как нейтронная звезда вращается вокруг своей оси, лучи излучения пронзают небо, иногда попадая прямо на Землю. Мы видим эти импульсы, как пульсирующие вспышки – пульсары.
Теперь астрономы нашли пульсирующий повторяющийся сигнал в центре туманности Тарантул, расположенной соседней галактики Большое Магелланово Облако, которая удалена от нас на расстоянии 163,000 световых лет.
Так как туманность Тарантул является интенсивной областью звзедообразования считается, что известные гамма-выбросы порождаются массивными звездами, которую недолго живут и умирают молодыми. Если объяснять простыми словами, то чем более массивна звезда, тем ярче она будет сжигать свое топливо и тем быстрее она взорвется как сверхновая. Ученые предполагали, что эта туманность представляет собой место рождения и смерти звезд, а поток гамма-лучей является побочным продуктом звездной драмы.
Астрофизики считали, что когда сверхновые взрываются в туманности Тарантул, ударные волны проходят через газы туманности. При этом частицы ускоряются до высоких энергий, генерируя космические лучи (например, высокоэнергетические протоны). Взаимодействуя, космические волны образуют мощное излучение или гамма-лучи.
Дело закрыто? Ну, не совсем.
На протяжении многих лет космический телескоп Ферми собирал данные из Большого Магелланово Облака, постепенно формируя более детальный взгляд на туманность Тарантул. Комбинируя эти данные с новыми методами анализа, астрономы сделали довольно поразительное открытие: в центре обнаружены сигналы двух пульсаров и ученые полагают, что один из пульсаров, названный J0540-6919, порождает до 60 процентов гамма-лучей, обнаруженных в туманности.
Вид гамма-той же области, показанной выше, в оптическом диапазоне. Зажигалка цвета указывают большее Изображение гамма-области в оптическом диапазоне. Светлые области указывают на большое количество гамма-лучей с энергиями между 2 и 200 миллиардов электрон-вольт. Для сравнения, видимый свет колеблется между 2 и 3 электрон-вольт. Два пульсара PSR J0540-6919 (слева) и PSR J0537-6910 (справа) четко выделяются на этом изображении.
Но астрономы обнаружили не только первый в истории гамма-пульсар вне нашей галактики, они также нашли объект, который в 20 раз ярче, чем самый мощный из известных в нашей галактике, который располагается внутри Крабовидной туманности и названный PSR B0531 + 21 или просто пульсар Крабовидной туманности.
Это открытие позволило разгадать загадку странного источника гамма-излучения в туманности Тарантул.