Почему Крабовидная туманность раздувается: след протонов в гамма-свете ✛ ✎

Оригинал: "Energy-dependent extension of the Crab Nebula as a diagnostic of ultrahigh-energy hadronic emission"
arXiv:2608.25497v1 · 2026-08-26 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Свет от остатка взрыва звезды на самых высоких энергиях приходит не от электронов, а от протонов — и это видно по размеру туманности.

Представьте себе толпу на площади. Сначала по ней бегут дети — лёгкие, юркие, они проскальзывают между людьми и не расталкивают их. Так ведут себя электроны в Крабовидной туманности. Но когда по той же площади бегут взрослые — тяжёлые, им приходится расталкивать людей, и толпа раздаётся в стороны. Протоны — это такие взрослые.

В туманности, оставшейся после взрыва звезды, электроны и протоны разгоняются мёртвой звездой в центре. Электроны светятся, когда крутятся в магнитном поле. Протоны светятся иначе: врезаясь в газ, они рождают частицы, которые рассыпаются на гамма-лучи. Эти лучи разлетаются в стороны, и туманность в их свете кажется крупнее.

На самых высоких энергиях — в квадриллион раз больше энергии видимого света — туманность должна быть в шесть раз шире, чем если бы светили только электроны.

Раньше учёные не могли понять, почему туманность на высоких энергиях выглядит больше, чем предсказывали расчёты. Теперь, добавив протоны, они получили и нужный размер, и нужный спектр. Это значит, что взрывы звёзд умеют разгонять не только лёгкие частицы, но и тяжёлые — те, из которых состоит всё вещество вокруг нас.

Крабовидная туманность — остаток сверхновой 1054 года, которую наблюдали китайские и арабские астрономы. Её пульсар вращается 30 раз в секунду, а энергия, запасённая в его магнитном поле, сравнима с энергией взрыва сверхновой.

Учёные
James JeansEmile ClapeyronErnest RutherfordClaude-Louis NavierGeorge Gabriel StokesLeonhard Euler
Понятия
крабовидная туманность пульсарный ветер туманность пульсарного ветра сверхвысокоэнергичный гамма-квант излом звезда Вольфа–Райе тераэлектронвольт обитаемость красных карликов дисперсионное соотношение