Астрономы представили наблюдения пульсара PSR J1740+1000, которые показали необычно протяженный путь частиц сверхвысоких энергий. Рентгеновская обсерватория Einstein Probe обнаружила за пульсаром слабый хвост длиной примерно 40 световых лет, а данные LHAASO показали вытянутое гамма-излучение практически в том же направлении. По расчетам ученых, из окрестностей пульсара уходят электроны и позитроны с энергиями свыше 100 ТэВ.

Результат важен для понимания происхождения космических лучей. Обычно после выхода из астрофизического ускорителя частицы рассматривают как постепенно рассеивающиеся в окружающем пространстве. Новые наблюдения показывают более сложную картину: по крайней мере некоторое время частицы могут двигаться преимущественно в одном направлении на расстояния в десятки световых лет.

Работу выполнил большой международный коллектив исследователей, объединивший данные китайской рентгеновской миссии Einstein Probe и наземной гамма-обсерватории LHAASO. Препринт исследования опубликован на arXiv 8 августа 2026 года под названием Anisotropic Particle Transport from a Pulsar Wind Nebula Revealed by Einstein Probe and LHAASO.

Einstein Probe увидел хвост длиной около 40 световых лет

PSR J1740+1000 — пульсар возрастом примерно 114 тысяч лет, расположенный приблизительно в 4500 световых годах от Земли. Он окружен так называемой пульсарной ветровой туманностью — областью, заполненной высокоэнергичными частицами, которые получает энергию от быстро вращающейся нейтронной звезды.

Ранее телескоп XMM-Newton уже обнаружил за объектом рентгеновский хвост, однако его видимая протяженность была значительно меньше. Более чувствительные к слабому рассеянному излучению наблюдения Einstein Probe показали, что структура продолжается намного дальше.

Новый рентгеновский хвост протянулся примерно на 13 парсеков, или около 42 световых лет. Его ширина при этом остается относительно постоянной. Самое примечательное заключается в том, что дальняя часть структуры достигает области, где LHAASO ранее обнаружила мощный источник гамма-излучения сверхвысоких энергий.

На изображениях, приведенных авторами видно, как вытянутая область рентгеновского свечения от PSR J1740+1000 направлена к центру гамма-источника LHAASO J1740+0948. Именно это совпадение стало одной из ключевых подсказок для исследователей.

Рентген и гамма-лучи могут создавать одни и те же частицы

Обновленные наблюдения LHAASO показали, что гамма-источник, вероятно, не является компактной точкой. Он также вытянут, причем его длинная ось ориентирована примерно так же, как рентгеновский хвост.

Исследователи обнаружили и сходство распределения яркости двух видов излучения вдоль структуры. Это позволило предложить сравнительно простое объяснение: и рентгеновские фотоны, и гамма-лучи рождаются благодаря одной популяции сверхэнергичных электронов.

В рентгеновском диапазоне электроны излучают при движении в магнитном поле — этот механизм называется синхротронным излучением. Гамма-кванты возникают другим способом: быстрые электроны передают часть своей энергии фотонам окружающего излучения, в том числе реликтового, резко повышая их энергию.

Такой вариант хорошо описывает оба набора наблюдений и не требует предполагать, что частицы где-то далеко от пульсара получают дополнительное ускорение. Авторы при этом отмечают, что полностью исключить повторное ускорение пока нельзя.

Полученная при моделировании напряженность магнитного поля составляет около 3 микрогаусс и практически не меняется вдоль наблюдаемого хвоста — величина сопоставима с обычным межзвездным магнитным полем.

Частицы с энергией выше 100 ТэВ покидают пульсарную туманность

Главный физический вывод работы связан с тем, как именно высокоэнергичные частицы распространяются после выхода из пульсарной ветровой туманности.

Исследователи считают наблюдения убедительным свидетельством того, что наружу выходят электроны и позитроны с энергиями выше 100 ТэВ. Это более 100 триллионов электрон-вольт на одну частицу.

Но после выхода они, судя по наблюдениям, не начинают сразу одинаково распространяться во всех направлениях. Вместо этого частицы проходят как минимум несколько десятков световых лет преимущественно вдоль одной протяженной структуры.

Авторы рассматривают два основных объяснения.

В первом случае электроны распространяются преимущественно вдоль упорядоченных линий межзвездного магнитного поля. Движение поперек поля при этом сильно подавлено.

Во втором частицы остаются внутри быстрого потока вещества, который уносит их прочь от пульсарной туманности. В обоих вариантах первоначальный транспорт оказывается сильно направленным, а более привычное рассеивание во все стороны начинается только позднее.

Возможный поток движется со скоростью в тысячи километров в секунду

Частицы с энергиями около 100 ТэВ не могут путешествовать бесконечно: постепенно они теряют энергию на излучение. В условиях, рассчитанных для этой системы, характерное время охлаждения составляет около 10 тысяч лет.

За это время электронам необходимо успеть преодолеть наблюдаемые десятки световых лет.

Если они переносятся не вдоль магнитных линий, а вместе с быстрым потоком, его средняя скорость должна составлять примерно несколько тысяч километров в секунду. Для принятых авторами параметров получается величина около 2700 км/с или выше.

Это намного быстрее собственного движения PSR J1740+1000 через пространство, которое оценивается менее чем примерно в 400 км/с. Поэтому гигантский хвост нельзя объяснить только тем, что сам пульсар движется вперед и оставляет за собой след. Если работает сценарий быстрого потока, вещество действительно должно выбрасываться из области ускорителя с гораздо большей скоростью.

При таком варианте обнаруженная структура также стала бы самым длинным известным рентгеновским хвостом пульсарной ветровой туманности — около 13 парсеков против примерно 7 парсеков у одного из предыдущих рекордных объектов. Однако этот вывод зависит от того, какой из двух механизмов переноса окажется верным.

Наблюдения меняют картину распространения космических лучей

Пульсарные ветровые туманности считаются одними из важных галактических ускорителей частиц. Однако оставался вопрос: что происходит с этими частицами непосредственно после того, как они покидают область ускорения?

Простая модель предполагает, что электроны и позитроны начинают диффундировать через межзвездную среду во множестве направлений. Наблюдения PSR J1740+1000 показывают промежуточный этап, который может быть гораздо более организованным.

Частицы сначала способны двигаться вдоль магнитной структуры или быстрого потока на десятки световых лет, и только затем смешиваться с общей популяцией космических лучей Галактики. Авторы считают, что такой механизм может также объяснять загадочные случаи, когда источники гамма-излучения оказываются заметно смещены относительно предполагаемых объектов, которые ускорили частицы.

Исследование пока не позволяет однозначно выбрать между переносом вдоль магнитного поля и быстрым потоком. Для этого потребуются более точные карты изменения рентгеновской и гамма-яркости вдоль хвоста.

Но уже сейчас совместные данные Einstein Probe и LHAASO дают необычно наглядную картину: высокоэнергичные частицы после выхода из космического ускорителя не обязательно сразу рассеиваются в окружающей среде. Они могут сохранять направленное движение на масштабах десятков световых лет, прежде чем стать частью общего «моря» космических лучей Млечного Пути.

Читайте также:

James Webb впервые обнаружил воду у звезды рядом с черной дырой в центре Млечного Пути

Rocket Lab допустила перенос первого запуска ракеты Neutron на 2027 год

Солнечное затмение 12 августа обещает «затмить» интернет: Испания уже наготове

Машина сама сбросит лишние километры: в Европе обсуждают новый контроль скорости

Люди стали меньшинством в интернете: больше половины веб-запросов создают боты

США рассекретили пятую порцию материалов об НЛО

Куда исчезли загадочные «красные точки» JWST: ученые ищут их потомков в современной Вселенной

ИИ-энциклопедия Илона Маска замерла: Grokipedia не обновляется с апреля

Операционная прибыль Nintendo выросла в 2,5 раза, несмотря на снижение выручки

Прибыль Acer выросла вдвое и достигла максимума после пандемии

NASA запускает «широкоугольный Хаббл»: когда Roman начнёт передавать первые данные

Google уже показывает затмение 12 августа 2026 года: что ещё можно увидеть в небе

В 2028 году астероид размером около 800 метров пройдёт внутри орбиты Луны

SK hynix и Sandisk представили память между HBM и SSD — до 512 ГБ и 3 ТБ/с

AstraZeneca обсуждала слияние с Bristol Myers на $400 млрд

Doosan купила контроль над SK Siltron за $1,6 млрд ради бума ИИ

 Добавьте «Aramil.life» в свои источники Google ☑