Составное изображение области плоскости Галактики и Потору: красный слой показывает изображение полной интенсивности ASKAP на частоте 1368 МГц, а зеленый и синий слои представляют инфракрасные изображения WISE на длине волны 12 мкм и 22 мкм соответственно. Известные галактические SNR обозначены красными кружками (Зеленый, 2019, 2022), а известные галактические области HII отмечены зелеными кружками (Андерсон и др., 2014). В рамке выделен раздел, представляющий глубокий интерес. На вставке — увеличенное изображение ASKAP, показывающее Потору, где красный крест отмечает положение источника рентгеновского излучения, а красная пунктирная линия — ось симметрии Потору, что соответствует длине хвоста, изучаемой в этой статье. Фото: arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2312.06961.
Астрономы из Университета Западного Сиднея в Австралии и других местах сообщают об обнаружении новой пульсарной ветровой туманности и пульсара, который питает ее. Открытие, представленное в статье, опубликованной 12 декабря на сервере препринтов arXiv, было сделано с использованием Австралийского спутника с массивом квадратных километров (ASKAP), а также радиотелескопов MeerKAT и Parkes.
Пульсарные ветровые туманности (PWNe) — это туманности, питаемые ветром пульсара. Пульсарный ветер состоит из заряженных частиц; когда он сталкивается с окружением пульсара, в частности с медленно расширяющимся выбросом сверхновой, у него образуется PWN.
Частицы в PWNe теряют свою энергию из-за излучения и становятся менее энергичными по мере удаления от центрального пульсара. Многоволновые исследования этих объектов, включая рентгеновские наблюдения, особенно с использованием пространственно-интегрированных спектров в рентгеновском диапазоне, потенциально могут раскрыть важную информацию о потоке частиц в этих туманностях. Это может раскрыть важную информацию о природе PWN в целом.
Теперь группа астрономов под руководством Сани Лазаревича из Университета Западного Сиднея обнаружила новую ветровую туманность пульсара в исследованиях радиоконтинуума, полученных с помощью ASKAP и MeerKAT. Они назвали новый PWN «Потору» в честь небольшого сумчатого уроженца Австралии.
Затем, используя систему сверхширокополосного низкочастотного приемника Паркса (UWL), они обнаружили кандидата на пульсар, получившего обозначение PSR J1638–4713. Дальнейшие наблюдения за PSR J1638–4713 подтвердили, что он приводит в действие Потору.
Наблюдения показывают, что Потору демонстрирует характерную кометную морфологию как в радио-, так и в рентгеновском диапазоне. Это говорит о том, что пульсар возглавляет PWN и движется через окружающую среду на сверхзвуковой скорости.
«Для пульсаров, которые перемещаются через окружающую среду со сверхзвуковыми скоростями, возникающее в результате напорное давление преобразует PWN в головную ударную волну. Этот процесс удерживает ветер пульсара в направлении, противоположном направлению движения пульсара, образуя кометоподобную форме хвоста», — пояснили авторы статьи.
Согласно исследованию, Потору находится на расстоянии не менее 32 500 световых лет, имеет радиоразмер около 68,5 световых лет, тогда как его рентгеновский размер оказывается в 10 раз меньшим. Таким образом, в Потору находятся самые длинные радиотрассы PWN, известные на сегодняшний день.
Результаты показывают, что Потору имеет необычно крутой общий радиоспектр — на уровне -1,27. Это ниже типичных значений для известных PWNe. Астрономы предполагают, что такой крутой общий спектральный индекс может быть следствием взаимодействия обратной ударной волны родительской сверхновой с PWN.
Что касается PSR J1638–4713, то он имеет период вращения 65,74 миллисекунды и меру дисперсии 1553 пк/см3 — второй по величине среди всех известных радиопульсаров. Наблюдения показали, что PSR J1638–4713 представляет собой молодой пульсар (с характерным возрастом 24 000 лет), имеет высокую светимость со спином вниз и большую проекционную скорость, превышающую 1000 км/с.
