Измерение магнитных полей в космосе с помощью телескопа является сложной задачей, однако благодаря использованию прибора IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) мы получили эффективный метод изучения магнитных полей. В результате исследования магнитных полей возле сверхновой звезды SN 1006 мы обнаружили, что эти поля турбулентны, но при этом имеют определенное направление. Это открытие было сделано доктором Пин Чжоу, астрофизиком из Нанкинского университета в Китае, который является ведущим автором статьи на эту тему.
SN 1006 является сверхновой звездой, расположенной в созвездии Волк (Lupus) на расстоянии примерно 6,5 тысяч световых лет от Земли. Считается, что она возникла в результате взрыва двух белых карликов, слияния которых или передачи массы от одного карлика другому. Она была впервые замечена в 1006 году в Китае, Европе, Японии и арабских странах и оставалась видимой невооруженным взглядом в течение нескольких лет, что делает ее одним из самых ярких астрономических событий.
С момента первых наблюдений в современной астрофизике обратили внимание на необычную двойственную структуру остатка сверхновой, отличную от других “округлых сверхновых”. Он также обладает ярко выраженными границами, видимыми в рентгеновском и гамма диапазонах.
«Такие яркие остатки сверхновых, как SN 1006, которые являются источниками рентгеновского излучения, идеально подходят для целей IXPE. Он сочетает чувствительность к поляризации рентгеновского излучения с возможностью пространственного разрешения эмиссионных областей. Эта возможность играет ключевую роль в определении областей ускорения космических лучей», — поделился соавтор работы, Дуглас Сварц, исследователь NASA Центра космических полетов имени Маршалла.
Предыдущие наблюдения SN 1006 в рентгеновском диапазоне показали, что остатки сверхновой могут ускорять электроны до высоких энергий, что позволило выявить быстро расширяющиеся области вокруг взрывающейся звезды, где формируются космические лучи высоких энергий. Эти лучи движутся со скоростями, близкими к скорости света.
Согласно предположениям ученых, уникальная структура SN 1006 может быть связана с направлением магнитного поля. Они предположили, что ударные волны сверхновой распространяются в направлении магнитного поля и ускоряют частицы высоких энергий. Новые данные IXPE позволили подтвердить и уточнить эту теорию, как говорит доктор И-Чжун Ян из Гонконгского университета, являющийся астрофизиком.
«Полученные из нашего анализа поляризационные свойства очень точно согласуются с результатами других методов и рентгеновских обсерваторий, подчеркивая надёжность и разрешающую мощность IXPE. Теперь мы можем создать карту структуры магнитного поля остатков сверхновых с более высокой детализацией, что позволит лучше понять процессы, приводящие к ускорению этих частиц», — говорит Ян.
Полученные данные свидетельствуют о наличии связи между магнитными полями и излучением высокоэнергетических частиц от остатков сверхновых. По данным IXPE, магнитное поле оболочки SN 1006 слегка дезориентировано, но имеет “предпочтительное” направление. Когда ударная волна проходит через окружающую среду, магнитное поле выравнивается с движением ударной волны, и заряженные частицы “запираются” в магнитных полях вокруг источника взрыва, где происходит их быстрое ускорение. Высокоэнергетические частицы в свою очередь передают свою энергию, создавая сильные и турбулентные магнитные поля.
IXPE, запущенный в декабре 2021 года, наблюдал за тремя останками сверхновых — Cassiopeia A, Tycho и SN 1006. Это позволило ученым лучше понять происхождение и характеристики магнитных полей, окружающих сверхновые.
