Odkrycia IXPE i Chandra wyjaśniają tajemnice pozostałości po supernowej SN 1006
Obserwacje rozwiewają tajemnice supernowej SN 1006. Potwierdzają one teorie dotyczące pola magnetycznego i przyspieszania cząstek w pozostałości po supernowej.
SN 1006 w świetle rentgenowskim i optycznym.
Źródło: Promieniowanie X: NASA/CXC/SAO (Chandra); NASA/MSFC/Nanjing Univ./P. Zhou i inni. (IXPE); Podczerwień: NASA/JPL/CalTech/Spitzer; Przetwarzanie obrazu: NASA/CXC/SAO/J.Schmidt
Gdy 1 maja 1006 roku po raz pierwszy pojawił się obiekt o nazwie SN 1006, był on znacznie jaśniejszy od Wenus i widoczny w ciągu dnia przez wiele tygodni. Ten spektakularny widok został udokumentowany przez astronomów z Chin, Japonii, Europy i świata arabskiego, a później uznany za supernową. Wraz z nadejściem ery kosmicznej w latach 60. naukowcy zyskali możliwość wysyłania instrumentów i detektorów ponad ziemską atmosferę, co umożliwiło obserwację Wszechświata w długościach fal, które są blokowane na Ziemi, w tym w zakresie promieniowania rentgenowskiego. Pozostałości SN 1006 są jednym z najsłabszych źródeł promieniowania rentgenowskiego, które zostały wykryte przez pierwszą generację satelitów rentgenowskich.
Ten nowy obraz przedstawia SN 1006 z dwóch teleskopów rentgenowskich NASA: Chandra X-ray Observatory i Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE). Na pełnym obrazie kolory czerwony, zielony i niebieski oznaczają niskie, średnie i wysokie energie wykryte przez Chandra. Dane IXPE, które mierzą polaryzację światła rentgenowskiego, zostały dodane w lewym górnym rogu pozostałości i są przedstawione w kolorze fioletowym. Linie w tym rogu reprezentują kierunek pola magnetycznego.
Przed uzyskaniem tego wyniku, obserwacje rentgenowskie SN 1006 dostarczyły ważnych dowodów na to, że pozostałości po supernowej mogą przyspieszać elektrony, co czyni je głównym źródłem wysokoenergetycznych promieni kosmicznych obserwowanych z Ziemi. Wcześniejsze obserwacje SN 1006 przez Chandra sugerowały, że pole magnetyczne w ostrych krawędziach pozostałości po supernowej w lewym górnym i prawym dolnym rogu jest znacznie silniejsze niż w otaczających je obszarach, co prowadzi do przyspieszenia cząstek do wysokich energii.
Nowe odkrycia IXPE potwierdzają i wyjaśniają teorie, że unikalna struktura SN 1006 jest związana z orientacją jej pola magnetycznego. Fale uderzeniowe supernowej najbardziej odpowiadają linii pola magnetycznego wzdłuż lewej górnej i prawej dolnej krawędzi, co skutecznie prowadzi do emisji wysokoenergetycznych cząstek w tych kierunkach.
Badacze odkryli, że istnieje związek między polami magnetycznymi a wypływem wysokoenergetycznych cząstek z pozostałości supernowej. Według wyników IXPE, pola magnetyczne w powłoce SN 1006 są nieco zdezorganizowane, ale wciąż mają preferowaną orientację. Gdy fala uderzeniowa z pierwotnej eksplozji przechodzi przez otaczający gaz, pola magnetyczne wyrównują się z ruchem fali uderzeniowej. Naładowane cząstki są uwięzione przez pola magnetyczne wokół pierwotnego punktu wybuchu supernowej, gdzie szybko otrzymują gwałtowne przyspieszenie. Te pędzące cząstki o wysokiej energii przekazują energię, co powoduje, że pola magnetyczne stają się silne i turbulentne.
Artykuł opisujący te wyniki został opublikowany 27 października 2023 roku w czasopiśmie The Astrophysical Journal.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
