ALMA обнаружила гигантский газовый след у загадочного гамма-источника LMC P3

Международная группа астрономов обнаружила в Большом Магеллановом Облаке протяжённую структуру молекулярного газа, которая может быть следом мощной струи вещества, исходящей от гамма-источника LMC P3. Наблюдения с помощью радиотелескопного комплекса ALMA показали, что газ образует необычно узкую и почти прямую структуру, ориентированную в направлении двойной звёздной системы. Исследование, представленное в журнале The Astrophysical Journal Letters, даёт новые аргументы в пользу того, что источником высокоэнергетического излучения является процесс аккреции вещества на компактный объект.

Обнаруженная газовая структура достигает примерно 250 триллионов километров в длину и 31 триллиона километров в ширину. Температура молекулярного газа в исследованных участках составляет от 33 до 60 К, тогда как окружающие облака имеют температуру около 15 К. Такое различие указывает на дополнительный источник нагрева, которым, по мнению исследователей, могут быть ударные волны, возникающие при взаимодействии высокоскоростной струи с межзвёздным веществом.

Для изучения области астрономы использовали наблюдения ALMA в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах, включая длины волн около 1,3 и 0,87 мм. Измеряя излучение молекул угарного газа, учёные восстановили распределение вещества, исследовали его движение и оценили физические условия внутри облаков. Наблюдательная программа началась в 2022 году, а последующий анализ позволил выделить наиболее протяжённую структуру и обнаружить признаки ещё одного возможного газового образования с несколько иной ориентацией.

Система LMC P3 была обнаружена как мощный источник гамма-излучения в 2016 году и считается одной из самых ярких известных гамма-двойных систем. Она состоит из массивной горячей звезды и компактного объекта, природа которого пока окончательно не установлена: это может быть нейтронная звезда или чёрная дыра. Компоненты совершают оборот вокруг общего центра масс примерно за 10,3 суток, а сама система расположена внутри остатка сверхновой DEM L241.

До настоящего времени рассматривались два основных объяснения происхождения гамма-излучения LMC P3. Согласно первому, частицы ускоряются при столкновении мощных звёздных ветров, а согласно второму, вещество массивной звезды захватывается компактным объектом, образует аккреционный диск и питает высокоэнергетические струи. Обнаруженная ALMA структура лучше согласуется со вторым сценарием, однако саму быструю струю непосредственно зарегистрировать пока не удалось, поэтому вывод основан на свойствах молекулярного газа и сопоставлении наблюдений с физическими моделями.

Следующим этапом станут более детальные наблюдения, которые должны уточнить строение газовых облаков, проверить существование второй структуры и установить характер движения вещества. Если предложенная интерпретация подтвердится, LMC P3 станет одним из редких примеров микроквазара за пределами Млечного Пути, воздействие которого на окружающий газ удалось проследить по молекулярному излучению. Результат также показывает, что подобные газовые структуры могут служить дополнительным способом поиска мощных космических ускорителей частиц, даже когда их высокоэнергетические струи невозможно наблюдать непосредственно.