Рентгеновский пульсар Geminga в созвездии Близнецов

Введение

Рентгеновский пульсар в созвездии Близнецов.

Астрометрия Starbox
| расстояние в световых годах = 815
| расстояние в парсеках = 250 Название было утверждено Международным астрономическим союзом 4 апреля 2022 года.

Пульсар

Природа Геминги оставалась совершенно неизвестной в течение 20 лет после её открытия вторым малым астрономическим спутником НАСА (SAS 2). Наконец, в марте 1991 года спутник ROSAT обнаружил периодичность в 0,237 секунды в мягком рентгеновском излучении. Таким образом, предполагается, что Геминга – это своего рода нейтронная звезда: вырожденное ядро массивной звезды, взорвавшейся как сверхновая около 300 000 лет назад. Ранее считалось, что этот близкий взрыв был ответственен за низкую плотность межзвездной среды в непосредственной близости от Солнечной системы. Эта область пониженной плотности известна как Местный пузырь. Возможным подтверждением этого служат данные обсерватории Аресибо, указывающие на то, что местные межзвездные метеорные частицы размером в микрометры, по-видимому, приходят из этого направления. Однако в последнее время было предложено, что более вероятной причиной являются многочисленные сверхновые в подгруппе B1 движущейся группы Плеяд, образовавшие остаточную сверхновую оболочку. Исследование 2019 года, основанное на данных космического гамма-телескопа Fermi, обнаружило обширное гало гамма-излучения вокруг Геминги. Ускоренные электроны и позитроны сталкиваются с близлежащим звездным светом, что приводит к повышению его энергии. Предполагается, что Геминга одна может быть ответственна за до 20% высокоэнергетических позитронов, зарегистрированных экспериментом AMS 02. Предыдущие исследования с использованием данных Высокогорного водного черенковского гамма-телескопа обнаружили лишь небольшое гало гамма-излучения вокруг Геминги при более высоких энергиях.

Открытие и идентификация

Джеминга была первым примером неидентифицированного источника гамма-лучей, источника, который нельзя было связать ни с одним из известных объектов в других диапазонах длин волн. Он был впервые обнаружен как значительный избыток гамма-лучей над ожидаемым фоновым диффузным галактическим излучением спутником SAS 2 (Fichtel et al. 1975) и впоследствии спутником COS B. Группа SAS 2 сообщила о пульсации в сигнале гамма-лучей с периодом около 59 с, однако ограниченное количество зарегистрированных гамма-лучей (121 за четыре месяца) привело их к выводу, что пульсация статистически не значима. Из-за ограниченного углового разрешения прибора (около 2,5° при 100 МэВ) и небольшого числа обнаруженных гамма-лучей точное местоположение источника оставалось неопределенным и ограничивалось относительно большой "областью ошибок". На момент обнаружения в этой области было известно четыре слабых радиоисточника, два остатка сверхновых находились на границе этой области, а поблизости располагалась известная спутниковая галактика Млечного Пути. Ни один из этих известных источников не представлял собой убедительную ассоциацию с источником гамма-лучей, и команда SAS 2 предположила, что наиболее вероятным кандидатом является неоткрытый радиопульсар. Несмотря на значительные затраты времени на наблюдения, источник оставался неидентифицированным в течение эры COS B; однако их данные опровергли заявленную 59-секундную пульсацию. В этот период было сделано множество предположений об источнике, но его природа оставалась загадкой до тех пор, пока рентгеновский спутник Эйнштейна не идентифицировал кандидат на роль источника – 1E 0630+178, который также был зарегистрирован в гамма-лучах прибором EGRET и ретроспективно в данных COS B и SAS 2. Таким образом, Джеминга оказалась первым примером радиотихого пульсара и продемонстрировала сложность установления связи между гамма-излучением и объектами, известными в других диапазонах длин волн: для установления их тождественности необходимо идентифицировать некоторые характеристики источника гамма-лучей, такие как периодичность или изменчивость, в кандидатах-контрагентах в других диапазонах длин волн. В конечном итоге этот принцип подтвердился, когда радиоизлучение с соответствующей периодичностью 237 мс было обнаружено на ранее неисследованных частотах 100 МГц и ниже.

Geminga was the first example of an unidentified gamma ray source, a source which could not be associated with any objects known at other wavelengths. It was first detected as a significant excess of gamma rays over the expected background of diffuse Galactic emission, by the SAS 2 satellite (Fichtel et al. 1975) and subsequently by the COS B satellite. The SAS 2 group reported a pulsation in the gamma ray signal, with period approximately 59 s, although the limited number of detected gamma rays (121 over a period of four months) led them to conclude that the pulsation was not statistically compelling. Due to the limited angular resolution of the instrument (approximately 2.5° at 100MeV) and the small number of gamma rays detected, the exact location of the source was uncertain, constrained only to be within a relatively large "error region". At the time of detection, four weak radio sources were known within this region, two supernova remnants bordered it and a known satellite galaxy to the Milky Way lay nearby. None of these known sources were convincing associations to the gamma ray source, and the SAS 2 team suggested that an undiscovered radio pulsar was the most likely progenitor. Despite the investment of a significant amount of observation time, the source remained unidentified through the COS B era; their data did, however, rule out the claimed 59 s pulsation. Many claims were made about the source during this time, but its nature remained a mystery until the identification of a candidate source by the Einstein x ray satellite, 1E 0630+178. which was also seen in gamma rays by the EGRET instrument and retrospectively in the COS B and SAS 2 data. Geminga thus appeared to be the first example of a radio quiet pulsar, and served as an illustration of the difficulty of associating gamma ray emission with objects known at other wavelengths: some characteristic of the gamma ray source, such as periodicity or variability, must be identified in candidate counterparts at other wavelengths in order to make the connection of their identity. Finally, this principle held true when radio emissions of matching 237 ms periodicity were found at previously unsurveyed frequencies of 100 MHz and below.

Правильное движение

Собственное движение Геминги составляет 178,2 мас/год, что соответствует (при расстоянии 250 пк) спроецированной скорости в 205 километров в секунду. Эта скорость очень велика для звезды и сопоставима со скоростью звезды Барнарда.

Измерения времени

Geminga испытала незначительный сбой в конце 1996 года, сопровождавшийся малым изменением частоты в 6,2 × 10−10. Исследование 1998 года, посвященное эфемеридам до сбоя, предположило, что на моменты времени влияло рефлексивное движение, вызванное присутствием маломассивной планеты с периодом обращения 5,1 года; однако впоследствии было показано, что это артефакт шума, влияющий на моменты прихода импульсов от Geminga, а не реальный орбитальный эффект.