Маяк, который рисует светом экспресс
В глубине космоса быстро вращающаяся нейтронная звезда, пульсар по прозвищу Маяк, мчится сквозь разреженный газ. Словно катер, рассекающий воду, он оставляет за собой светящийся след из заряженных частиц. Этот след виден в рентгеновских лучах как яркий хвост и тонкая нить, растянувшаяся на многие световые годы.
Пульсар — это сверхплотный остаток взорвавшейся звезды, который вращается десятки раз в секунду и испускает узкие пучки излучения. Когда такой объект летит сквозь межзвёздную среду, он разгоняет электроны почти до скорости света. Эти электроны, закручиваясь вокруг магнитных линий, испускают рентгеновское излучение — так называемое синхротронное излучение. Оно подобно свету неоновой вывески, но вместо электричества частицы возбуждаются магнитным полем.
Астрономы направили на Маяк космическую обсерваторию IXPE, которая умеет измерять поляризацию рентгеновских лучей. Они накопили миллион секунд наблюдений — это почти 12 суток непрерывного взгляда. Оказалось, что свет от нити поляризован на 55%, а направление колебаний указывает: магнитное поле вытянуто вдоль нити, как волокна в канате. Такая высокая поляризация означает, что магнитное поле там почти не турбулентно — оно спокойное и упорядоченное, а не бурлящее, как предполагали некоторые модели.
Учёные также заметили, что поляризация хвоста в рентгене почти перпендикулярна поляризации в радиодиапазоне. Это говорит о том, что электроны, излучающие рентген, и электроны, излучающие радио, находятся в разных местах: одни ближе к пульсару, другие дальше. Сам пульсар тоже поляризован, и его сигнал хорошо описывается моделью вращающегося вектора — той же, что работает для обычных радиопульсаров.
Маяк продолжает мчаться сквозь галактику, оставляя за собой светящуюся дорожку. Теперь мы знаем, что магнитное поле вдоль этой дорожки не хаотично, а выстроено, как стрелки компаса. Это меняет представление о том, как пульсары взаимодействуют с окружающим пространством, и заставляет искать новые объяснения для таких космических следов.
Пульсар Маяк движется так быстро, что оставляет за собой хвост длиной в несколько световых лет — это больше, чем расстояние от Солнца до ближайшей звезды.