Астрономы обнаружили пульсар, который летит в космосе со скоростью около четырех миллионов километров в час - настолько быстро, что он смог бы преодолеть расстояние между Землей и Луной всего за шесть минут. Открытие было сделано с помощью космического гамма-телескопа NASA Fermi и инструмента Very Large Array (VLA) Национального научного фонда.

Остаток сверхновой CTB 1 представляет собой пузырчатую структуру. На снимке хорошо виден узкий хвост пульсара J0002. © Composite by Jayanne English, University of Manitoba, using data from NRAO / F. Schinzel et al., DRAO / Canadian Galactic Plane Survey and NASA / IRAS

Пульсары - это сверхплотные, быстро вращающиеся нейтронные звезды, которые остаются после взрыва массивной звезды. Этот экземпляр, занесенный в каталог под номером PSR J0002 + 6216 (сокращенно J0002), имеет шлейф, испускающий радиоизлучения, который направлен прямо в сторону расширяющихся остатков недавнего взрыва сверхновой.

«Благодаря его узкому, похожему на стрелку хвосту и благоприятному углу обзора, мы можем проследить этот пульсар вплоть до его источника», - говорит Франк Шинцель, ученый из Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) в Сокорро, штат Нью-Мексико. - «Дальнейшее исследование этого объекта поможет нам лучше понять, как эти взрывы способны давать »нейтронным звездам толчок, придавая им столь высокие скорости».

Шинцель представил открытие вместе со своими коллегами Мэтью Керром (военно-морская исследовательская лаборатория США в Вашингтоне) и Дейлом Фрайлом, Урваши Рау и Санджаем Бхатнагаром (NRAO) на заседании Отделения астрофизики высоких энергий Американского астрономического общества в Монтерее (Калифорния). Статья, описывающая выводы команды ученых, была представлена для публикации в ближайшем выпуске журнала Astrophysical Journal Letters.

Пульсар J0002 был обнаружен в 2017 году в рамках общественного научного проекта Einstein @ Home, который использует вычислительное время на компьютерах добровольцев для обработки данных гамма-наблюдений телескопа Fermi. Благодаря общему времени вычислений, превысившему в сумме уже 10 тысяч лет, в ходе проекта было выявлено 23 гамма-пульсара. J0002 находится на расстоянии около 6500 световых лет от нас в созвездии Кассиопея и вращается 8,7 раза в секунду. При этом с каждым оборотом он производит гамма-импульс.

Пульсар расположен примерно в 53 световых годах от центра остатка сверхновой под названием CTB 1. Его быстрое движение сквозь межзвездный газ приводит к возникновению ударных волн, генерирующих хвост из магнитной энергии и ускоренных частиц, которые были зарегистрированы VLA в диапазоне радиоволн. Хвост имеет длину 13 световых лет и четко указывает на центр CTB 1.

Используя данные Fermi и методику, называемую синхронизацией пульсара, команда смогла измерить, насколько быстро и в каком направлении движется пульсар относительно линии обзора. «Чем больше набор данных, тем мощнее метод синхронизации пульсара», - говорит Керр. - «И десятилетняя база данных наблюдений Fermi - это именно то, что сделало возможным подобное измерение».

Полученные результаты подтверждают теорию о том, что пульсар был катапультирован до столь высокой скорости сверхновой, вследствие которой и образовался CTB 1. Взрыв этой сверхновой произошел около 10 тысяч лет назад. J0002 несется сквозь пространство в пять раз быстрее, чем среднестатистический пульсар, и быстрее, чем 99 процентов всех пульсаров, скорости которых удалось измерить. И, в конце концов, он неизбежно покинет нашу галактику.

Первоначально, остатки сверхновой звезды расширялись быстрее, чем J0002, но в течение тысячелетий взаимодействие оболочки с межзвездным газом происходило постоянное замедление этого движения. Тем временем, пульсар вел себя как пушечное ядро - он пролетел сквозь остатки сверхновой и вырвался из них примерно через 5 000 лет после взрыва.

Но вот только как именно ускорился пульсар при взрыве сверхновой до такой высокой скорости, остается неясным. И дальнейшие исследования J0002 помогут пролить свет на этот процесс. Один из возможных механизмов связан с нестабильностью в коллапсирующей звезде, которая образовала область плотного, медленного вещества. Таким образом, эта область смогла прожить достаточно долго, чтобы послужить «гравитационным рывком» и ускорить образовавшуюся нейтронную звезду, придав ей направление движения.