Zdjęcie w tle: NASA.gov
W 2009 roku Teleskop Chandra pracujący w zakresie promieniowania rentgenowskiego wypuścił zdjęcie przedstawiające pulsar i otaczającą go mgławicę w kształcie dłoni. Od tamtej pory astronomowie kontynuowali obserwacje tego obiektu przy użyciu innych teleskopów. Nowe dane radiowe z Australia Telescope Compact Array zostały teraz połączone z danymi rentgenowskimi z Chandry, aby lepiej zrozumieć niezwykły kształt i właściwości tego obiektu.
W centrum nowego zdjęcia znajduje się szybko kręcący się pulsar B1509-58 o średnicy niecałych 20 km. Mimo niewielkiego rozmiaru wytworzył on wokół siebie mgławicę (MSH 15-52), która rozciąga się na długość ponad 150 lat świetlnych. W zakresie promieniowania rentgenowskiego owa mgławica przypomina kształtem ludzką dłoń z wyciągniętymi palcami. Możemy zobaczyć to na zdjęciu poniżej. Dane radiowe z teleskopu ATCA są zaznaczone na czerwono, a dane rentgenowskie z Chandry na niebiesko, żółto i pomarańczowo. Widać również optyczny obraz wodoru, który został zaznaczony na złoto. W miejscach, gdzie dane rentgenowskie i radiowe się przecinają, możemy dostrzec kolor fioletowy.
Pulsar z mgławicą MSH 15-52 przypominającą ludzką dłoń oraz pozostałości po supernowej RCW 89.
Pulsar obraca się siedem razy na sekundę i posiada pole magnetyczne, które jest aż 15 bilionów razy silniejsze niż pole magnetyczne Ziemi. Powstał on poprzez zapadnięcie się masywnej gwiazdy, która wyczerpała swoje paliwo jądrowe. Stanowi on jedno z najsilniejszych źródeł elektromagnetycznych w galaktyce, które może wyrzucać energetyczny wiatr elektronów i inne cząstki z pulsara, dzięki czemu przebywają one duże odległości, tworząc rozległą mgławicę.
Dane radiowe pokazują nam również złożone struktury, które układają się jak linie pola magnetycznego, co zostało zaznaczone na obrazie poniżej krótkimi białymi kreskami. Te przypominające włókna struktury mogły powstać poprzez zderzenia wiatru cząstek pulsara z pozostałościami supernowej.
Struktura mgławicy układająca się zgodnie z liniami pola magnetycznego.
Porównując dane z obu teleskopów, wykryto kluczowe różnice pomiędzy źródłami promieniowania rentgenowskiego a falami radiowymi odbieranymi przez ATCA. Niektóre cechy wykryte przez teleskop rentgenowski, na przykład wewnętrzne części palców utworzonych przez mgławicę MSH 15-52, nie są wykrywane przez drugi teleskop. Sugeruje to, że to wysokoenergetyczne cząstki wychodzą z fali uderzeniowej w kierunku pulsara i tworzą palce wzdłuż linii pola magnetycznego.
Dane radiowe powiedziały nam również coś zaskakującego o RCW 89. Jego struktura różni się od typowych pozostałości po supernowych. Znaczna część emisji radiowych jest niejednolita i ściśle odpowiada zagęszczeniom z emisji rentgenowskiej i światła widzialnego. Promieniowanie radiowe mgławicy rozciąga się jednak na dużo większy obszar niż jej promieniowanie rentgenowskie. To rozpostarcie może być wywołane tym, że gdy mgławica zderza się z gęstym, pobliskim obłokiem wodoru, powstają fale uderzeniowe, w których przyspieszane elektrony zaczynają emitować fotony widzialne w zakresie radiowym.
Naukowcy nie są jednak w stanie zrozumieć wszystkiego, co wynikałoby ze zgromadzonych danych. Obszarem wprowadzającym w zakłopotanie jest na przykład ostra granica promieniowania rentgenowskiego w prawym górnym rogu. Podejrzewa się, że może to być fala uderzeniowa z supernowej. Takie fale są zazwyczaj widoczne i jasne w zakresie radiowym. Jednak zaskakujące jest to, że na tej granicy wcale nie obserwujemy sygnału radiowego.
MSH 15–52 i RCW 89 wykazują wiele zaskakujących właściwości niespotykanych w innych pozostałościach po supernowych. Pozostaje wiele pytań dotyczących powstawania i struktur tych obiektów, na które być może uzyskamy odpowiedzi, prowadząc dalsze badania.
Redakcja tekstu – Zofia Lamęcka
