Kids

eso1308ru — Научный релиз

Ключ к тайне происхождения космических лучей

VLT зондирует остаток средневековой сверхновой

14 февраля 2013 г.

Детальные новые наблюдения с Очень Большим Телескопом ESO остатка сверхновой, появившейся на небе Земли тысячу лет назад, дали ключ к разгадке происхождения космических лучей. Впервые получены наблюдательные свидетельства присутствия в остатке сверхновой быстродвижущихся частиц, которые могут порождать эти лучи. Этот результат появится в выпуске журнала Science от 14 февраля 2013 года.

В 1006 году жители Земли увидели на южном небе новую звезду, которая была во много раз ярче Венеры и могла даже соперничать по блеску с Луной. В максимуме блеска она была столь яркой, что ее было видно даже днем, а ночью в ее свете предметы отбрасывали тени. В новое время астрономы определили место, где находилась эта сверхновая, и обозначили ее SN 1006. Они также обнаружили в южном созвездии Волка (Lupus) расширяющееся кольцо светящегося вещества – остаток этого мощного взрыва.

В течение долгого времени астрономы подозревали, что такие остатки сверхновых могут порождать космические лучи — частицы очень высоких энергий, которые появляются вне Солнечной системы и движутся со скоростями, близкими к скорости света. До сих пор, однако, детали механизма происхождения таких частиц оставались тайной.

Группа астрономов под руководством Сладжаны Николич (Sladjana Nikolić) из Института астрономии Макса Планка в Хайдельберге, Германия [1], используя телескоп VLT с приемником VIMOS, изучила тысячелетний остаток сверхновой SN 1006 более подробно, чем это когда-либо делалось. Целью исследования было выяснить, что происходит, в тех областях пространства, где быстро движущееся вещество, выброшенное при взрыве сверхновой, сталкивается со стационарной межзвездной материей. При этом образуется фронт ударной волны, распространяющийся с большой скоростью, наподобие звуковой волны, которая возникает, когда самолет преодолевает звуковой барьер. Такой ударный фронт является естественным кандидатом на роль ускорителя космических частиц.

 

Группа впервые не только получила информацию о состоянии вещества в точке ударной волны, но и построила пространственную карту параметров газа и изменений этих параметров на всем протяжении ударного фронта. Это и дало ключ к разгадке тайны.

Результат наблюдений оказался неожиданным — они показали, что в области ударной волны в газе присутствует большое количество очень быстро движущихся протонов [2]. Хотя эти протоны не являются искомыми высокоэнергетическими космическими лучами, они могут быть теми необходимыми для их появления “исходными частицами”, которые вследствие взаимодействия с веществом фронта ударной волны достигают исключительно высоких энергий и распространяются в пространстве в виде космических лучей.

В первый раз мы сумели детально исследовать процессы, происходящие внутри и вокруг ударного фронта сверхновой. Мы получили доказательства того, что там существует область, которая нагревается именно так, как следует ожидать в случае присутствия протонов, уносящих энергию из зоны, расположенной непосредственно позади ударного фронта”, -- объясняет Николич.

Для столь детального зондирования свойств волнового фронта остатка сверхновой впервые был использован интегральный полевой спектрограф [3]. Теперь группа с энтузиазмом планирует применить этот метод к другим остаткам сверхновых.

Соавтор работы Гленн ван дер Вен (Glenn van de Ven) из Института астрономии Макса Планка заключает: “Этот новаторский наблюдательный подход, вполне возможно, дает нам ключ к разгадке тайны происхождения космических лучей в остатках сверхновых звезд”.

Примечания

[1] Результат получен Сладжаной Николич (Институт астрономии Макса Планка) в ходе анализа наблюдательных данных, собранных в процессе подготовки ее докторской диссертации в Хайдельбергском Университете.

[2] Такие протоны называются супратепловыми, так как их скорости гораздо выше тепловых скоростей при данной температуре вещества.

[3] Этот результат получен благодаря использованию в приемнике VIMOS специальной функции, реализуемой при помощи блока интегрального поля: в каждом пикселе свет независимо разлагается на составляющие его цвета и каждый из таких спектров регистрируется индивидуально. Затем эти спектры могут быть последовательно проанализированы, в результате чего составляются карты скоростей и химического состава для каждой части объекта.

Узнать больше

Исследование представлено в статье “An Integral View of Fast Shocks around Supernova 1006”, которая появится в журнале Science 14 февраля 2013 г.

Состав группы: Sladjana Nikolić (Max Planck Institute for Astronomy [MPIA], Heidelberg, Germany), Glenn van de Ven (MPIA), Kevin Heng (University of Bern, Switzerland), Daniel Kupko (Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam [AIP], Potsdam, Germany), Bernd Husemann (AIP), John C. Raymond (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), John P. Hughes (Rutgers University, Piscataway, USA), Jesús Falcon-Barroso (Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Spain).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, the European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, самая продуктивная в мире астрономическая обсерватория. В ее работе принимают участие 15 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Объединенное Королевство, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономических исследований. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Паранал и Чахнантор. В обсерватории Паранал, самой передовой в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимой области спектра, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два обзорных телескопа: VISTA, который работает в инфракрасных лучах и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба, и Обзорный Телескоп VLT, (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный исключительно для обзора неба в видимом свете. ESO является европейским партнером в революционном проекте астрономического телескопа ALMA – крупнейшем из существующих астрономических проектов. В настоящее время ESO планирует строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) – 39-метрового Европейского Сверхкрупного Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет “величайшим в мире оком, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +78123637786
Сотовый: +79112122130
Email: km@gao.spb.ru

Sladjana Nikolić
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
Телефон: +49 6221 528 438
Email: nikolic@mpia.de

Glenn van de Ven
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
Телефон: +49 6221 528 275
Email: glenn@mpia.de

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Сотовый: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Перевод пресс-релиза ESO eso1308.

О релизе

Релиз №:eso1308ru
Science data:2013Sci...340...45N

Изображения

Наблюдения фронта ударной волны в остатке сверхновой SN 1006 с VLT/VIMOS
Наблюдения фронта ударной волны в остатке сверхновой SN 1006 с VLT/VIMOS
Вид остатка сверхновой SN 1006 на разных длинах волн
Вид остатка сверхновой SN 1006 на разных длинах волн
Изображение части остатка сверхновой SN 1006, полученное с Космическим телескопом Хаббла NASA/ESA.
Изображение части остатка сверхновой SN 1006, полученное с Космическим телескопом Хаббла NASA/ESA.

Также смотрите наши