Каждые три часа космический гамма-телескоп Ферми сканирует всю небесную сферу. Каждый год ученые заново анализируют собранные им данные, используя новые методы, чтобы увидеть все больше на тех же снимках. Это относится к постоянным источникам излучения.

В этом году был выпущен второй каталог объектов, заснятых широкоугольным телескопом аппарата. В нем собрано 1873 источника света. «Более половины этих источников – активные галактики, черные дыры которых ответственны за образование гамма-излучения, засекаемого телескопом», – говорит Джино Тости, астрофизик из Университета Перуджи.

Вообще, двумя основными элементами каталога являются активные галактики и неизвестные источники. К ним надо добавить немного пульсаров, сверхновых и других объектов.

Одна из интересных задач для астрономов – поиск новых типов объектов, создающих гамма-излучение, среди неизвестных источников, составляющих около трети каталога. Ферми засекает такое излучение от разнообразных объектов. Ниже описаны пять источников внутри Млечного пути и пять – вне его, которые стали наиболее известными или интересными за последний год.

Обратимся сначала к источникам в Млечном пути.

В созвездии Тельца находится Крабовидная туманность, остатки от взрыва звезды, чей свет достиг Земли в 1054 году. Расположенная на расстоянии 6500 световых лет от нас, Крабовидная туманность – один из самых изученных небесных объектов. В сердце расширяющегося газового облака находится то, что осталось от звезды – сверхплотная нейтронная звезда, вращающаяся с частотой 30 раз в секунду (то есть, это пульсар). До недавнего времени считалось, что все излучение исходит из области около пульсара и оно чрезвычайно стабильно. Но недавно обнаружилось, что в излучении присутствуют вариации. С 2008 года мощность в высокоэнергетической части спектра упала на 7%. Кроме того, было зафиксировано несколько коротких вспышек.

Другой интересный остаток сверхновой – объект W44. Его возраст – около 20000 лет, а расположен он на расстоянии 9800 световых лет от Земли. Кроме излучения собственно нейтронной звезды, Ферми детектирует гигаэлектронвольтное излучение из областей, где фронт ударной волны встречается с холодными, плотными облаками газа.

Эти наблюдения важны для уяснения природы космических лучей, частиц (обычно протонов), летящих в космосе со скоростью, близкой к скорости света. Магнитные поля отклоняют их траектории, так что очень трудно найти их источник. Пока что считается, что их источник – сверхновые. Наблюдения Ферми подтверждают это и указывают точное место рождения космических лучей: фронт ударной волны.

Двойная система V407 Cygni состоит из белого карлика и гигантской красной звезды размером примерно с 500 Солнц. Система лежит в созвездии Лебедя на расстоянии 9000 световых лет. Вспышки гамма-излучения происходят, когда газ красного гиганта скапливается на поверхности белого карлика и взрывается. Последний такой взрыв произошел в марте 2010 года, но до этого ученые не знали, что такие события приводят к гамма-излучению.

Пульсары составляют около 6% нового каталога. Один из них, пульсар PSR J0101-6422, находится в созвездии Тукана. Это хороший пример взаимодействия различных методов изучения Вселенной, используемых людьми. Зачастую пульсары находятся на радиочастотах, и лишь потом изучаются в гамма-диапазоне. PSR J0101-6422 был одним из неизвестных источников в прошлом каталоге Ферми. Поэтому его решили исследовать при помощи телескопа Паркса. Телескоп обнаружил радиосигнал, имеющий частоту появления около 400 раз в секунду, что и указало на то, что неизвестный источник – пульсар.

В созвездии Жирафа лежит источник 2FGL J0359.5+5410, пока неизвестный. Скорее всего, это объект Млечного пути, но даже этого нельзя сказать с уверенностью. Спектр излучения объекта говорит о том, что это пульсар, но в излучении нет периодичности.

Вне нашей галактики остановимся на следующих объектах.

Галактика Центавр А (NGC 5128) отстоит от нас на 12 миллионов световых лет. Это одна из ближайших активных галактик. Большая часть излучения образуется из огромного, в миллионы световых лет, газового облака, кружащегося вокруг сверхмассивной черной дыры. Там частицы играют в бильярд: при столкновении низкоэнергетических фотонов с быстрыми частицами их излучение переходит в гамма-диапазон.

Галактика Андромеда (M31) намного ближе, «всего» в 2.5 миллионах километров от нас. Это ближайшая к нам спиральная галактика, похожая на Млечный путь. Она даже видна невооруженным глазом на небе. Ее гамма-излучение является результатом столкновения высокоэнергетических космических лучей с газом. Однако, интенсивность гамма-излучения этой галактики меньше, чем нашей. Причиной является более медленное звездообразование и, как следствие, меньшее количество сверхновых.

Галактика Сигара (M82), наоборот, отличается чрезвычайно активным звездообразованием. Галактика расположена на расстоянии 12 миллионов световых лет в созвездии Большой медведицы. В центральной части M82 звезды образуются примерно в 10 раз активнее, чем в Млечном пути, так и сверхновых в этой галактике с избытком. Конечно, газ в этой галактике кончится слишком быстро и звездообразование закончится, но когда это случится?

Переменный блазар PKS 0537-286 находится в созвездии Льва. Это галактика со сверхмассивной черной дырой в центре, излучающей потоки частиц, направленных к Земле. Это один из самых далеких объектов каталога, расстояние до него составляет более 11.7 миллиарда световых лет.

В созвездии Девы Ферми нашел объект 2FGL J1305.0+1152, природа которого пока неизвестна. Его спектр не подходит ни под один из известных пока объектов, будучи слишком стабильным во времени и слишком равномерным по распределению.

Возможно, нам придется ждать следующего каталога, чтобы узнать природу этого и многих других объектов.