Från ett pressmeddelande från NASA:
Den berömda Crab Nebula-supernova-resten har utbrott i en enorm floss som är fem gånger kraftigare än någon bloss som tidigare sett från objektet. Flera andra satelliter gjorde också observationer, som har förvånat astronomer genom att avslöja oväntade förändringar i röntgenutsläpp Krabban, som en gång trodde vara den stabilaste högenergikällan på himlen.
Nebulan är vraket av en exploderad stjärna som släppte ut ljus som nådde jorden år 1054. Den ligger 6 500 ljusår bort i stjärnbilden Taurus. Kärnan i ett expanderande gasmoln ligger det som finns kvar av den ursprungliga stjärnkärnan, en superdensig neutronstjärna som snurrar 30 gånger i sekundet. Med varje rotation svänger stjärnan intensiva strålstrålar mot jorden, vilket skapar den pulsade emission som är karakteristisk för snurrande neutronstjärnor (även känd som pulsars).
Bortsett från dessa pulser, trodde astrofysiker att krabba nebula var en praktiskt taget konstant källa för strålning med hög energi. Men i januari rapporterade forskare associerade med flera omloppsobservatorier, inklusive NASA: s Fermi, Swift och Rossi X-ray Timing Explorer, långtidsförändringar i ljusstyrka vid röntgenenergier.
"Crab Nebula är värd för hög energi-variation som vi först nu uppskattar helt," sade Rolf Buehler, en medlem av Fermi Large Area Telescope (LAT) -teamet vid Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, en anläggning som gemensamt ligger vid Institutionen för energi SLAC National Accelerator Laboratory och Stanford University.
Sedan 2009 har Fermi och den italienska rymdbyråns AGILE-satellit upptäckt flera kortlivade gammastrålar vid energier över 100 miljoner elektronvolt (eV) - hundratals gånger högre än nebulans observerade röntgenvariationer. Som jämförelse har synligt ljus energier mellan 2 och 3 eV.
Den 12 april upptäckte Fermis LAT och senare AGILE en bloss som växte ungefär 30 gånger mer energisk än nebulans normala gammastråleutgångar och ungefär fem gånger kraftigare än tidigare utbrott. Den 16 april bröt en ännu ljusare bloss ut, men inom ett par dagar bleknade den ovanliga aktiviteten helt ut.
"Dessa superflares är de mest intensiva utbrott som vi har sett hittills, och de är alla extremt förbryllande händelser," sa Alice Harding vid NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md. "Vi tror att de orsakas av plötsliga omarrangemang av magnetiska fältet inte långt från neutronstjärnan, men exakt där det händer förblir ett mysterium. ”
Krabbs högenergiutsläpp antas vara ett resultat av fysiska processer som utnyttjar neutronstjärns snabba snurr. Teoretiker är i allmänhet överens om att fällorna måste uppstå inom ungefär en tredjedel av ett ljusår från neutronstjärnan, men ansträngningarna att hitta dem mer exakt har hittills visat sig misslyckade.
Sedan september 2010 har NASAs Chandra röntgenobservatorium rutinmässigt övervakat nebulosan i ett försök att identifiera röntgenutsläpp i samband med utbrotten. När Fermi-forskare varnade astronomer för uppkomsten av en ny blossa, utlöste Martin Weisskopf och Allyn Tennant vid NASA: s Marshall Space Flight Center i Huntsville, Ala, en uppsättning förplanerade observationer med Chandra.
Det observerades också av NASA: s Rossi X-Ray Timing Explorer (RXTE) och Swift-satelliter och European Space Agency: s International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL). Resultaten bekräftar en reell intensitetsnedgång på cirka 7 procent vid energier mellan 15 000 och 50 000 eV under två år. De visar också att krabban har blivit ljusare och bleknat med så mycket som 3,5 procent per år sedan 1999.
"Tack vare Fermi-varningen var vi så lyckliga att våra planerade observationer faktiskt inträffade när flossarna var ljusast i gammastrålar," sa Weisskopf. "Trots Chandras utmärkta upplösning upptäckte vi inga uppenbara förändringar i röntgenstrukturerna i nebulosan och omgivande pulsaren som tydligt kan förknippas med blossan."
Forskare tror att fällningarna inträffar när det intensiva magnetfältet nära pulsaren genomgår en plötslig omstrukturering. Sådana förändringar kan påskynda partiklar som elektroner till hastigheter nära ljusets hastighet. När dessa höghastighetselektroner interagerar med magnetfältet avger de gammastrålar.
För att redogöra för det observerade utsläppet säger forskare att elektronerna måste ha energier som är 100 gånger större än vad som kan uppnås i någon partikelaccelerator på jorden. Detta gör dem till de högsta energielektronerna som är kända för att vara förknippade med någon galaktisk källa. Baserat på ökningen och fallet av gammastrålar under utbrotten i april uppskattar forskare att storleken på den utsändande regionen måste vara jämförbar i storlek med solsystemet.
