Неравные джеты задали пинок нейтронной звезде Кассиопеи A

Оригинал: "A pair of unequal jets imparted the kick velocity to the neutron star of Cassiopeia A"
arXiv:2609.16138v1 · 2026-09-14 · CC BY 4.0 · 2 мин
Пара противоположных колец в остатке сверхновой указывает на два взрывных джета разной силы, которые и разогнали нейтронную звезду.

В центре остатка сверхновой Кассиопея A мчится нейтронная звезда со скоростью 400 километров в секунду. За одну секунду она покрывает расстояние от Москвы до Санкт-Петербурга. Откуда такой разгон? Новое исследование показывает: звезду толкнули два выстрела из космической пушки, и один был в сорок раз мощнее другого.

Взрыв звезды оставил после себя расширяющееся облако газа. На снимках Кассиопеи A видны два кольца: большое северное, названное «Короной», и маленькое южное. Они лежат на одной оси, но сильно различаются размером. Учёные совместили изображения с телескопов JWST и Chandra, измерили кольца и построили трёхмерную модель взрыва. В модели сначала звезда взорвалась сферически, а через четыре секунды в противоположные стороны ударили два джета — узких потока вещества. Северный джет нёс энергию 3.6×10^50 эрг, южный — лишь 9×10^48 эрг.

Разница импульсов джетов составила 588 масс Солнца, умноженных на километр в секунду. По закону сохранения импульса нейтронная звезда массой 1.4 массы Солнца должна была получить скорость около 420 км/с.

Модель воспроизвела оба кольца с правильным соотношением размеров. Ось, соединяющая их центры, проходит через точку симметрии остатка. На границе колец в модели развилась неустойчивость Рэлея–Тейлора — пальцеобразные выбросы, похожие на «Корону» в наблюдениях. Это значит, что асимметричная пара джетов действительно могла сформировать и кольца, и пинок звезды.

Раньше «Корону» объясняли всплывающими пузырями никеля. Новая работа впервые связывает конкретную пару колец с движением нейтронной звезды через механизм kick-BEAP. Это усиливает аргумент в пользу «дрожащих джетов» — идеи, что при взрыве сверхновой возникает несколько пар джетов, которые меняют направление.

Теперь этот метод можно применить к другим остаткам сверхновых. Если кольца и пинки встречаются часто, значит, асимметрия джетов — общий источник скоростей нейтронных звёзд. Кассиопея A снова оказалась ключом: её близость и молодость позволяют увидеть детали, которые в других остатках давно стёрлись.

Скорость нейтронной звезды в Кассиопее A — около 400 км/с. За одну секунду она пролетает расстояние от Москвы до Санкт-Петербурга.

\Delta p_j = p_{\rm up} - p_{\rm down}
Импульс, переданный нейтронной звезде за счёт асимметрии джетов
v_{\rm kick} = \frac{\Delta p_j}{M_{\rm NS}}
Скорость пинка, полученная из закона сохранения импульса
f_{\rm st} = \frac{1}{\rho} \sqrt{|\vec{\nabla}P \cdot \vec{\nabla}\rho|} \, \mathrm{sgn}(\vec{\nabla}P \cdot \vec{\nabla}\rho)
Величина, определяющая рост неустойчивости на границе ускоренных слоёв
Учёные
Enrico FermiFritz Zwicky
Понятия
Кассиопея A килоновая магниторотационная сверхновая джеты сверхновых вращение нейтронной звезды крабовидная туманность коллапс ядра