Berkeley 87 может быть источником протяжённого гамма-излучения

Кратко

Анализ 18 лет данных космического гамма-телескопа Fermi-LAT выявил в направлении Berkeley 87 гамма-излучение размером около 0,36°. Плотный газ и мощные потоки вещества от звёзд делают скопление вероятным источником этого излучения, хотя рядом расположен пульсар, который тоже может вносить вклад.

Почему это важно

Berkeley 87 рассматривается как ещё один возможный источник космических лучей — быстрых частиц из космоса. Но связь излучения именно со скоплением пока основана на наблюдениях и моделях, поэтому вклад близкого пульсара ещё предстоит отделить.

Разбор

Авторы не ограничились поиском пятна на гамма-карте. Они сопоставили данные Fermi-LAT с наблюдениями молекулярного угарного газа, радиоданными EBHIS и картами пыли Planck. Так они оценили, сколько вещества находится вокруг Berkeley 87 и может служить мишенью для быстрых частиц. В этой области получилось около 2160 масс Солнца газа, а средняя плотность протонов — примерно 368 частиц в кубическом сантиметре.

По форме спектра гамма-излучения — то есть по тому, как меняется его яркость на разных энергиях — авторы считают более вероятным сценарий с протонами. В нём ускоренные протоны сталкиваются с плотным газом и порождают гамма-кванты. Энергию для такого разгона могут давать звёздные ветры: суммарно они выбрасывают более 10³⁶ эрг в секунду. При предположении, что в ускорение космических лучей уходит от 0,3 до 1% этой мощности, Berkeley 87 способен обеспечить наблюдаемое излучение.

Но на той же карте находится PSR J2021+3651 — быстро вращающийся нейтронный остаток звезды. Авторы отдельно оценили, до каких энергий он может разгонять протоны, а также сколько энергии может приходиться на электроны в окружающей его туманности. Это важно, потому что часть гамма-сигнала может исходить не от скопления, а от пульсара и связанной с ним области; одних данных о совпадении направлений недостаточно, чтобы окончательно разделить эти источники.

Ключевые цифры

≈21,61 × 10² масс СолнцаВ окрестности скопления находится примерно 2160 солнечных масс газа — достаточно плотная среда для столкновений быстрых частиц.

≈368 протонов/см³В среднем в кубическом сантиметре этой области примерно 368 протонов, поэтому частицы имеют много материала для взаимодействий.

>1,0 × 10³⁶ эрг/сСтолько энергии в секунду звёздные ветры скопления могут передавать окружающему пространству.

10⁻²–10⁻²·⁵Авторы предполагают, что на ускорение космических лучей может уходить примерно от 0,3 до 1% энергии звёздных ветров.

Можно ли доверять

Это рецензированная работа, опубликованная в MNRAS, что повышает надёжность метода. Но вывод о Berkeley 87 опирается на наблюдения и модель с предполагаемой эффективностью ускорения; рядом находится пульсар, поэтому вклад каждого источника пока нельзя считать окончательно разделённым.

Пересказано ИИ по научной статье. Как это устроено

Источник и детали

ЖурналMNRAS

Дата публикации у нас9 сентября 2026 г.

Дата источника7 сентября 2026 г.

DOI10.1093/mnras/stag1680

ОригиналОткрыть

АвторыZiwei Ou, Xiaolong Yang