Z komunikatu prasowego NASA:
Słynna pozostałość po supernowej Mgławicy Kraba wybuchła w ogromnym rozbłysku pięć razy silniejszym niż jakikolwiek rozbłysk poprzednio widziany z obiektu. Kilka innych satelitów dokonało również obserwacji, które zaskoczyły astronomów, ujawniając nieoczekiwane zmiany w emisji promieniowania rentgenowskiego kraba, który kiedyś uważany był za najbardziej stabilne źródło wysokoenergetyczne na niebie.
Mgławica jest wrakiem eksplodującej gwiazdy emitującej światło, która dotarła do Ziemi w roku 1054. Znajduje się 6500 lat świetlnych stąd w gwiazdozbiorze Byka. W sercu rozszerzającej się chmury gazu znajduje się to, co pozostało z jądra pierwotnej gwiazdy, superdenna gwiazda neutronowa, która wiruje 30 razy na sekundę. Przy każdym obrocie gwiazda przesuwa intensywne wiązki promieniowania w kierunku Ziemi, tworząc pulsacyjną emisję charakterystyczną dla wirujących gwiazd neutronowych (znanych również jako pulsary).
Oprócz tych pulsów astrofizycy wierzyli, że Mgławica Kraba jest praktycznie stałym źródłem promieniowania wysokoenergetycznego. Ale w styczniu naukowcy związani z kilkoma orbitującymi obserwatoriami, w tym NASA Fermi, Swift i Rossi X-ray Timing Explorer, zgłosili długoterminowe zmiany jasności przy energii promieniowania rentgenowskiego.
„Mgławica Kraba jest gospodarzem zmienności wysokoenergetycznej, którą dopiero teraz w pełni doceniamy”, powiedział Rolf Buehler, członek zespołu Fermi Large Area Telescope (LAT) w Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, placówce zlokalizowanej wspólnie w SLAC National Accelerator Laboratory z Departamentu Energii i Uniwersytet Stanforda.
Od 2009 r. Fermi i satelita AGILE Włoskiej Agencji Kosmicznej wykryli kilka krótkotrwałych rozbłysków gamma przy energiach przekraczających 100 milionów woltów elektronów (eV) - setki razy wyższych niż zaobserwowane zmiany rentgenowskie mgławicy. Dla porównania światło widzialne ma energie między 2 a 3 eV.
12 kwietnia LAT Fermiego, a później AGILE, wykrył rozbłysk, który wzrósł około 30 razy bardziej energetycznie niż normalna moc promieniowania mgławicy i około pięć razy silniejszy niż poprzednie wybuchy. 16 kwietnia wybuchł jeszcze jaśniejszy płomień, ale w ciągu kilku dni niezwykła aktywność całkowicie zniknęła.
„Te supły są najbardziej intensywnymi wybuchami, jakie do tej pory widzieliśmy, i wszystkie są niezwykle zagadkowymi wydarzeniami”, powiedziała Alice Harding z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt, MD. „Uważamy, że są one spowodowane nagłymi zmianami położenia magnesu pole niedaleko gwiazdy neutronowej, ale dokładnie to, co się dzieje, pozostaje tajemnicą. ”
Uważa się, że emisje wysokoenergetyczne Kraba są wynikiem procesów fizycznych, które mają wpływ na szybki obrót gwiazdy neutronowej. Teoretycy ogólnie zgadzają się, że rozbłyski muszą powstać w odległości około jednej trzeciej roku świetlnego od gwiazdy neutronowej, ale próby dokładniejszego ich zlokalizowania okazały się jak dotąd nieskuteczne.
Od września 2010 r. Obserwatorium rentgenowskie Chandra NASA rutynowo monitoruje mgławicę, starając się zidentyfikować emisję promieniowania rentgenowskiego związanego z wybuchami. Kiedy naukowcy z Fermi powiadomili astronomów o pojawieniu się nowego rozbłysku, Martin Weisskopf i Allyn Tennant w NASA Marshall Space Flight Center w Huntsville w stanie Alain uruchomili zestaw wcześniej zaplanowanych obserwacji za pomocą Chandra.
Zaobserwowali to także NASA Rossi X-Ray Timing Explorer (RXTE) i satelity Swift oraz Międzynarodowe Laboratorium Astrofizyki Gamma-Ray (INTEGRAL) Europejskiej Agencji Kosmicznej. Wyniki potwierdzają rzeczywisty spadek intensywności o około 7 procent przy energiach od 15 000 do 50 000 eV w ciągu dwóch lat. Pokazują również, że Krab rozjaśnił się i wyblakł aż o 3,5 procent rocznie od 1999 roku.
„Dzięki alarmowi Fermiego mieliśmy szczęście, że nasze planowane obserwacje faktycznie miały miejsce, gdy rozbłyski były najjaśniejsze w promieniach gamma”, powiedział Weisskopf. „Pomimo doskonałej rozdzielczości Chandry nie wykryliśmy żadnych oczywistych zmian w strukturach rentgenowskich w mgławicy i otaczających pulsar, które mogłyby być wyraźnie związane z rozbłyskiem”.
Naukowcy uważają, że rozbłyski pojawiają się, gdy intensywne pole magnetyczne w pobliżu pulsara ulega nagłej restrukturyzacji. Takie zmiany mogą przyspieszać cząstki, takie jak elektrony, do prędkości zbliżonych do prędkości światła. Gdy te szybkie elektrony oddziałują z polem magnetycznym, emitują promienie gamma.
Aby uwzględnić obserwowaną emisję, naukowcy twierdzą, że elektrony muszą mieć energie 100 razy większe niż można je osiągnąć w dowolnym akceleratorze cząstek na Ziemi. To czyni je elektronami o największej energii, o których wiadomo, że są związane z dowolnym źródłem galaktyki. Na podstawie wzrostu i spadku promieni gamma podczas wybuchów kwietniowych naukowcy szacują, że wielkość regionu emitującego musi być porównywalna pod względem wielkości z Układem Słonecznym.
