Westerhout 50 (W50), также известная под названием туманность Ламантина — это протяжённый остаток сверхновой, расположенный примерно в 18 000 световых лет от нас в созвездии Орла. Она связана с микроквазаром SS 433. Вероятно, оба объекта являются остатками одной и той же сверхновой, которая взорвалась около 20 000 лет назад.
Размер туманности Ламантин составляет примерно 650 на 350 световых лет (что соответствует 3,3 на 6,2 квадриллиона километров). Она простирается на 2 градуса с востока на запад и на 1 градус с севера на юг. Обладая видимым размером, сопоставимым с размером четырёх полных лун, туманность является одним из крупнейших известных остатков сверхновых в Млечном Пути, наряду с Дипротодоном (3,33 x 3,23), HBH 3 (1,5 x 2,0), Хоингой (4,4) и остатком сверхновой в Волосах Вероники (8°).
Национальная радиоастрономическая обсерватория назвала туманность Westerhout 50 «Туманностью Ламантина» на фестивале ламантинов во Флориде в Кристал-Ривер, штат Флорида, в январе 2013 года, во время презентации изображения туманности, полученного с помощью радиотелескопа Very Large Array (Очень Большого Телескопа). В радиодиапазоне туманность выглядит как гигантская морская корова в небе.
Остаток сверхновой
Остаток сверхновой озадачивал астрономов с момента своего открытия в середине 1970-х годов. Даже Артур Кларк назвал его одним из «семи чудес Вселенной».
Остаток сверхновой состоит из центральной части диаметром около 1 градуса, которые простираются на северо-запад и юго-восток. В центре туманности находится затменно-двойная рентгеновская система SS 433, которая испускает релятивистские джеты вдоль главной оси туманности.
Туманность Ламантин образовалась, когда массивная звезда достигла конца своего жизненного цикла и взорвалась как сверхновая. Вещество, выброшенное в результате взрыва сверхновой, образует гигантский пузырь, который лучше всего виден в радиодиапазоне. Туманность W50, состоящая из газов, выброшенных звездой-прародительницей, окружена расширяющейся ударной волной, которая захватывает окружающий межзвёздный материал, превращая его в часть светящейся туманности.
Высокомассовая рентгеновская двойная система в центре туманности Westerhout 50 состоит из чёрной дыры звёздной массы и звезды-компаньона спектрального класса A. Система находится на поздней стадии эволюции. Это был первый объект, идентифицированный как микроквазар. Период обращения двух компонентов составляет 13,082 дня. Они движутся по эллиптической орбите с эксцентриситетом 0,05 ± 0,01. В 2021 году группа учёных под руководством А. М. Черепащука обнаружила доказательства увеличения орбитального периода примерно на 3 секунды в год.
Остаткам сверхновых обычно требуется около 30 000 лет, чтобы замедлиться и их скорость расширения сравнялась со скоростью окружающей межзвёздной среды. В течение следующих 10 000 лет туманность Westerhout 50 сольётся с окружающим пространством и исчезнет.
Особенности туманности Westerhout 50
Ядро массивной звезды-прародительницы туманности W50 коллапсировало в чёрную дыру, которая поглощает газ из близлежащей звезды-компаньона. По мере того как чёрная дыра отрывает вещество от звезды-компаньона, собранный газ образует диск, который вращается вокруг чёрной дыры. Звезда-донор — это эволюционировавший сверхгигант спектрального класса A7Ib.
Аккреционный диск по спирали приближается к основному компоненту. Он имеет чрезвычайно высокую температуру, и из-за нагрева он испускает мощное рентгеновское излучение и две противоположные струи, перпендикулярные диску. Магнитные поля чёрной дыры и аккреционного диска направляют мощные струи заряженных частиц, которые движутся со скоростью 26% от скорости света. Материал в струях в основном состоит из горячего водорода.
Струи от SS 433 деформируют оболочку W50, пронизывая его расширяющиеся газы и придавая туманности вытянутую форму. Они выталкивают наружу выпуклости по обеим сторонам расширяющегося остатка и отвечают за двухлопастную морфологию туманности.
Гравитация звезды-компаньона заставляет диск аккрецированного материала медленно раскачиваться. В результате направление джетов меняется, и они начинают формировать гигантскую спираль, похожую на штопор. Джеты прецессируют с периодом около 164 дней.
Исследования туманности Westerhout 50
В 2014 году наблюдения зафиксировали тонкую структуру и центральную звездную систему небесного Ламантина. Черная дыра и ее компаньон кажутся яркими в рентгеновском и радиоволновом диапазоне. Радиотелескоп показал остаток сверхновой в зеленом цвете, выделяющийся силуэтом на фоне звезд.
В 2022 году наблюдения с помощью рентгеновского космического телескопа NuSTAR, обнаружили жёсткое нетепловое рентгеновское излучение от узловатой области, расположенной на расстоянии до 18 угловых минут к востоку от SS 433, что соответствует физическому расстоянию до 29 парсеков (95 световых лет). Узлы обозначают места ускорения в джете Westerhout 50.
Многоволновой анализ, проведённый группой астрономов показал, что самое жёсткое нетепловое рентгеновское излучение было обнаружено во внутренней части восточной доли, с пиком в области головы, в то время как мягкое тепловое рентгеновское излучение преобладает в области терминальной ударной волны в радиообласти «уха».
Туманность является кандидатом в галактический ПеВатрон — местом ускорения космических лучей в струйном источнике. ПеВатроны – это астрофизические объекты – остатки сверхновых, туманности пульсирующего ветра, молодые открытые звездные скопления, — которые действуют как естественные ускорители частиц и способны разгонять космические лучи до энергий 1 ПэВ (петаэлектронвольт) или 1015 электронвольт. Эти космические лучи (частицы высокой энергии, в основном протоны) движутся в пространстве со скоростями, близкими к скорости света. Известно, что сверхновые являются источниками космических лучей.
Факты о туманности Ламантина
Туманность Ламантина внесена в каталог радиоисточников голландского астронома Гарта Вестерхаута под номером 50. В 1974 году Велусами и Кунду, а в 1980 году Ван ден Берг внесли её в каталог как остаток сверхновой галактики (SNR G39.7-02.0).
Расположенная в западной части созвездия Орла рентгеновская двойная система SS 433 была открыта американским астрономом Ларри Круменакером на стеклянной пластине во время поиска звёзд с эмиссионными линиями в 1975 году. Круменакер назвал объект K16 и объявил о своём открытии в Публикациях Тихоокеанского астрономического общества. Он обнаружил, что линия H-альфа у объекта в 3 — 4 раза шире, чем обычно.
SS 433 получила своё название из каталога звёзд с сильными эмиссионными линиями Стивенсона — Сандулика. Обозначение состоит из инициалов Николаса Сандулика и Чарльза Брюса Стивенсона, которые включили эту систему под номером 433 в свой каталог 1977 года.
Система имеет обозначение переменной звезды V1343 Орла и классифицируется как затменно-двойная звезда. Впервые о её переменности сообщили в 1979 году.
Характеристика туманности Westerhout 50
| Созвездие | Орёл |
| Тип объекта | Остаток сверхновой |
| Прямое восхождение | 19ч 11м 49с |
| Склонение | +04° 59′ 12′′ |
| Видимый размер | 1° x 2° |
| Расстояние | 18 000 световых лет (5519 парсеков) |
| Имена и обозначения | Туманность Ламантин, Вестерхаут 50, W50, SNR G039.7-02.0, AJG 93, LMH 40, CTB 69, [DGW65] 121 |
