“Огненная гитара”, которую обычно можно увидеть только в хеви-метал-группах или некоторых постапокалиптических фильмах, теперь была замечена летящей в космосе. Астрономы сняли на видео этот экстремальный космический объект с помощью рентгеновской обсерватории НАСА "Чандра" и космического телескопа "Хаббл". Новый фильм Чандры (красный) и Паломара (синий) Дейта помогает разобраться в том, что происходит в Гитарной туманности. Рентгеновские снимки, сделанные "Чандрой", показывают нить из частиц энергетического вещества и антивещества длиной около двух световых лет или 12 триллионов миль, вылетающую из пульсара (видна как яркая белая точка, соединенная с нитью).
Астрономы прозвали структуру, связанную с пульсаром PSR B2224+65, “Туманность гитара” из-за ее явного сходства с инструментом в сиянии водородного света. Форма гитары образована пузырями, раздуваемыми частицами, выбрасываемыми пульсаром при постоянном ветре. Поскольку пульсар движется из нижнего правого угла в верхний левый, большинство пузырей образовалось в прошлом, когда пульсар перемещался в среде с различной плотностью.
На вершине гитары находится пульсар, быстро вращающаяся нейтронная звезда, оставшаяся после коллапса массивной звезды. Когда она мчится в космосе, она выбрасывает похожие на пламя нити частиц и рентгеновский свет, которые астрономы зафиксировали с помощью телескопа "Чандра". Как космос может создавать что-то настолько странное? Сочетание двух крайностей — быстрого вращения и мощных магнитных полей пульсаров — приводит к ускорению частиц и высокоэнергетическому излучению, которое создает частицы материи и антивещества в виде электронных и позитронных пар. В этой ситуации обычный процесс преобразования массы в энергию, который, как известно, определяется уравнением Альберта Эйнштейна E = mc2, меняется на противоположный. Здесь энергия преобразуется в массу для образования частиц.
Частицы, вращающиеся по спирали вдоль силовых линий магнитного поля вокруг пульсара, создают рентгеновское излучение, которое обнаруживает "Чандра". Когда пульсар и окружающая его туманность из энергичных частиц пролетали в космосе, они столкнулись с более плотными областями газа. Это позволяет наиболее энергичным частицам вырваться за пределы туманности Гитара и пролететь справа от пульсара, создавая поток рентгеновских лучей. Когда эти частицы вырываются наружу, они вращаются по спирали и движутся вдоль силовых линий магнитного поля в межзвездной среде, то есть в пространстве между звездами.
В новом ролике пульсар и нить накала, летящие в левом верхнем углу изображения, показаны по данным телескопа "Чандра", полученным в 2000, 2006, 2012 и 2021 годах. В каждом кадре фильма присутствует одно и то же оптическое изображение, поэтому в нем не видно изменений в частях “гитары”. Отдельный видеоролик, полученный на основе данных космического телескопа НАСА "Хаббл" (полученных в 1994, 2001, 2006 и 2021 годах), показывает движение пульсара и более мелких структур вокруг него.
Изучение этих данных привело к выводу, что изменения, которые приводят к образованию пузырьков в водородной туманности, которая образует контур гитары, также влияют на то, сколько частиц улетает вправо от пульсара, вызывая незначительное осветление и затухание рентгеновской нити, подобно космическому удару факел, вылетающий из кончика гитары. Структура нити накала дает астрономам представление о том, как электроны и позитроны перемещаются в межзвездной среде. Это также является примером того, как этот процесс приводит к инжекции электронов и позитронов в межзвездную среду.
В этом выпуске представлены два коротких видеоролика и комбинированное изображение с надписью, на которых изображено то, что можно описать как гигантскую огнеметную гитару, парящую в космосе. Как на шестисекундном многоволновом видео с таймлапсом Guitar Nebula, так и на составном изображении форма гитары видна слева внизу, а гриф инструмента направлен в левую верхнюю часть экрана. Форма гитары призрачна и полупрозрачна, напоминая легкое облачко темной ночью. Гриф гитары заканчивается острым концом, который заканчивается яркой белой точкой. Эта точка представляет собой пульсар, а форма гитары - водородную туманность. Туманность образовалась, когда частицы, выброшенные пульсаром, образовали облако пузырьков. Затем устойчивый ветер придал пузырькам форму гитары. Форма гитары неоспорима, и она обозначена тонкой белой линией на изображении с надписью composite.
Пульсар, известный как PSR B2224+65, также выпустил длинную нить из частиц энергетического вещества и антивещества длиной около 12 триллионов миль. Как на составном изображении, так и на шестисекундном видео этот энергичный рентгеновский луч исходит от яркой белой точки на конце грифа гитары до самого верхнего правого угла. На неподвижном изображении взрыв напоминает полосу красных точек, большинство из которых ложатся прямой, плотно уложенной линией. В шестисекундном видеоролике представлены четыре отдельных изображения этого явления, сделанные на основе данных "Чандры", собранных в 2000, 2006, 2012 и 2021 годах. При последовательном просмотре видно, что плотность нити рентгеновского излучения колеблется.
В этот выпуск также включено 12-секундное видео. В нем представлены четыре изображения, на которых изображен гриф гитары. Эти изображения были получены космическим телескопом "Хаббл" в 1994, 2001, 2006 и 2021 годах. При последовательном воспроизведении на изображениях видно, что форма пульсара расширяется. Изучение этих данных позволило сделать вывод, что изменения, которые приводят к образованию пузырьков в водородной туманности, также влияют на изменения в потоке излучения пульсара.
