Астрономы уточнили происхождение гамма-излучения очень высоких энергий от загадочного пульсара Млечного Пути

Астрономы использовали систему телескопов VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System) для изучения таинственного источника гамма-излучения HESS J1857+026. Результаты наблюдений проливают свет на природу этого объекта.

Источники, излучающие гамма-лучи с энергией фотонов от 100 ГэВ до 100 ТэВ, называются источниками гамма-излучения очень высоких энергий (VHE). Обычно это блазары или двойные звёздные системы, содержащие компактный объект. Однако природа многих VHE-источников до сих пор остаётся неясной.

HESS J1857+026 был обнаружен в 2008 году с помощью системы черенковских телескопов в Намибии HESS (High Energy Stereoscopic System) и с тех пор является объектом пристального внимания. Несмотря на это, его истинная природа остаётся загадкой.

Несмотря на обнаружение поблизости пульсара PSR J1856+0245, не было обнаружено никаких подтверждённых аналогов, таких как оболочка остатка сверхновой (SNR) или другие протяженные структуры, в рентгеновском или других диапазонах длин волн.

В связи с этим группа астрономов во главе с Ю Ченом из Калифорнийского университета решила более внимательно изучить HESS J1857+026 с помощью массива VERITAS из четырёх черенковских телескопов, расположенного в Аризоне.

VERITAS наблюдал область HESS J1857+026 с 2008 по 2016 год, включая случайные наблюдения других целей в поле зрения. После отбора по качеству и стабильной частоты срабатывания для этого анализа осталось около 30 часов данных.

Согласно статье, карта значимости области вокруг HESS J1857+026 в диапазонах 0,3–1 ТэВ и 1–10 ТэВ показывает, что пульсар PSR J1856+0245 явно смещён относительно центра VHE-излучения. Это подтверждает предыдущие предположения о том, что гамма-излучение, наблюдаемое от HESS J1857+026, потенциально создаётся туманностью пульсарного ветра (PWN), питаемой PSR J1856+0245. Туманность пульсарного ветра – это туманность, образующаяся из частиц, разогнанных вращающимся пульсаром до релятивистских скоростей.

Кроме того, в ходе наблюдений был выявлен компонент, который проявляется при энергиях выше 1 ТэВ. Эта дополнительная структура может указывать на отдельный источник или происходить от расширения самого источника из-за более быстрой диффузии электронов с более высокими энергиями. Поэтому для дальнейших выводов необходимы дополнительные наблюдения.

Основываясь на собранных данных, астрономы подсчитали, что HESS J1857+026 имеет длину диффузии около 321 светового года. Они оценивают, что время охлаждения популяции электронов, ответственных за гамма-лучи, составляет десятки тысяч лет, что больше или сопоставимо с возрастом пульсара. Эти расчёты указывают на диффузию на порядок ниже, чем в среднем по галактике.

В заключение авторы работы подчёркивают, что HESS J1857+026 имеет протяженную природу, и его морфология, по-видимому, указывает на расширение области источника или на несвязанный источник с повышенной энергией.

 Источник: arXiv