Пульсар

При первом наблюдении астрономы отметили, что пульсар вращается с невероятной скоростью и демонстрирует уникальное поведение: в течение одной шестой своей орбиты его радиационное излучение блокируется. Это указывает на то, что между пульсаром и Землей находится другой объект, что привлекло внимание исследователей и побудило их провести более глубокое изучение системы.

Пульсары — это тип нейтронных звезд, которые излучают радиацию из своих полюсов. Они выглядят как пульсирующие источники радиоволн, когда один из полюсов направлен на Землю, что создает эффект периодического сигнала. В данном случае пульсар оказался настолько быстрым, что его можно отнести к классу миллисекундных пульсаров, которые вращаются вокруг своей оси как минимум сто раз в секунду.

В течение следующих четырех лет команда астрономов использовала данные, полученные с помощью сферического радиотелескопа с апертурой 500 метров, для дальнейшего анализа системы. Они смогли установить, что причиной временных разрывов в пульсации пульсара была другая звезда, масса которой составляет примерно от 1 до 1,6 солнечных масс и которая в основном состоит из гелия.

Это открытие может стать первым подтверждением существования пульсара, гравитационно связанного с гелиевой звездой-компаньоном. Исследователи предполагают, что звезда-соседка когда-то содержала значительное количество водорода, который впоследствии был "сдут" пульсаром, указывая на то, что обе звезды вероятно имеют общую оболочку.

Общая оболочка объясняет, почему две звезды расположены так близко друг к другу — примерно в 50 раз ближе, чем Меркурий к Солнцу. Эта близость приводит к коротким орбитам: звезды обращаются вокруг друг друга каждые 3,6 часа. Это открытие не только углубляет наше понимание двойных звездных систем, но и открывает новые горизонты для дальнейших исследований в области астрофизики и эволюции звезд.

Публикация взята с сайта: https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado0769

Международная команда астрономов сообщает о обнаружении четырех новых гамма-лучевых миллисекундных пульсаров с помощью радиотелескопа Murriyang в обсерватории Паркес в Австралии. Об этом открытии подробно рассказано в исследовательской статье, опубликованной 16 марта на сервере предварительных публикаций arXiv.

Пульсары — космический источник импульсного электромагнитного излучения. Наиболее быстро вращающиеся пульсары, с периодами вращения менее 30 миллисекунд, известны как миллисекундные пульсары (MSPs). Астрономы предполагают, что они образуются в двойных системах, когда первоначально более массивный компонент превращается в нейтронную звезду, которая затем ускоряется за счет аккреции материи от вторичной звезды.

Теперь группа астрономов под руководством Мэттью Керра из Военно-морской исследовательской лаборатории (NRL) в Вашингтоне, округ Колумбия, обнаружила четыре новых MSP с периодами вращения менее четырех миллисекунд. Открытие было сделано с использованием радиотелескопа Murriyang в рамках поиска гамма-лучевых источников.

«Мы обнаружили четыре миллисекундных пульсара в ходе поисков 80 гамма-лучевых источников, проведенных с 2015 по 2017 год с помощью радиотелескопа Murriyang обсерватории Паркес», — написали исследователи в статье.

Наблюдения, проведенные в период с 2015 по 2017 год, изначально выявили 15 объектов, которые были далее исследованы. Четыре из них были классифицированы как кандидаты в MSP. Однако их природа не могла быть подтверждена до настоящего времени из-за недостатка данных для получения хороших временных решений.

Команда Керра теперь смогла получить улучшенные временные решения и обнаружила гамма-лучевые пульсации от всех четырех MSP, которые обозначены как PSR J0646−5455, PSR J1803−4719, PSR J2045−6837 и PSR J1833−3840.

PSR J1833−3840 является единственным затмевающим пульсаром из четырех и был классифицирован как «черная вдова», так же у него есть компаньон с массой менее 0.1 солнечной массы. PSR J1833−3840 имеет самый длинный известный орбитальный период среди «черных вдов» — 0.9 дня.

Остальные три MSP являются бинарными системами с белыми карликами в почти круговых орбитах. Самый длинный орбитальный период из трех наблюдался у PSR J1803−4719 — 90.44 дня, в то время как у PSR J2045−6837 он самый короткий — 5.17 дня.

Согласно статье, вновь найденные гамма-лучевые MSP имеют периоды вращения от 1.86 до 3.67 миллисекунд, в то время как их дисперсионные меры варьируются от 21.07 до 78.6 парсек/см³. Яркость спин-даун пульсаров была измерена в диапазоне от 4.5 до 108 декамиллионов эрг/с.

Авторы исследования отметили, что PSR J0646−5455 имеет сильный, похожий на Велу, профиль гамма-лучевых импульсов с двумя каустическими пиками гамма-излучения. Они добавили, что гамма-яркость этого пульсара, наряду с периодом вращения примерно 2.5 миллисекунды и узким профилем импульсов, делает его подходящим для высокоточного тайминга.

В ходе анализа данных наблюдений за пульсаром учёные выявили признаки наличия четвёртого тела в системе. Математические модели предполагают, что это может быть карликовая планета, размеры и масса которой сопоставимы с Плутоном. Исследователи отмечают, что существует вероятность, что обнаруженный сигнал является случайным излучением самого пульсара, однако его необычно высокая амплитуда существенно увеличивает вероятность наличия планеты. Если она действительно существует, то располагается на расстоянии, аналогичном расстоянию от Юпитера до Солнца, и характеризуется вытянутой орбитой.

Несмотря на то что пульсар имеет радиус всего 15 километров и раскален до 5 миллионов градусов, а ближайший к нему белый карлик PSR J0337+1715 B нагрет до 15,8 тысяч градусов, температура на планете PSR J0337+1715 ABC b варьируется от -263 до -240 °C, что свидетельствует о царственном холоде и возможном присутствии атмосферы из летучих газов.

Открытие планет в системах пульсаров является крайне редким явлением. На сегодняшний день астрономы зарегистрировали лишь около полудюжины подобных объектов, в то время как общее количество известных экзопланет превышает 5000. Интересно, что первые экзопланеты, успешно выявленные в 1992 году астрономами Александром Вольщаном и Дейлом Фрейлом, также были небольшими. Они вращаются вокруг пульсара PSR B1257+12 (PSR J1300+1240), который в 2014 году получил имя Лич. Однако их сложно считать полноценными планетами, несмотря на планетарные массы, ввиду их температур, которые колеблются между 5 и 10 тысяч градусов, как и у большинства пульсарных планет.

PSR J0337+1715 ABC b представляет собой весьма типичный ледяной мир, подобно Мафусаилу (PSR 1620-26 AB b). Пейзажи с её поверхности должны быть невероятно живописными — это одна из немногих внесолнечных планет, откуда можно наблюдать сразу три звезды! А это не просто три звезды, а пульсар и два белых карлика! Один из белых карликов, PSR J0337+1715 C, отличается такими низкими температурами, что светит оранжевым светом вместо привычного белого.

Почему пульсары располагают столь незначительным количеством планет? Астрономы полагают, что они формируются не одновременно со звёздами, а после их гибели в результате взрыва сверхновой. Вероятно, они образуются в диске остатков взорвавшейся звезды, поскольку планеты, существовавшие до взрыва, маловероятно смогли бы пережить это катастрофическое событие. Впервые подобный нагретый до 1500°C диск был обнаружен у нейтронной звезды PSR J0146+6145 (4U 0142+61, EXO 0142+614 и др.) в 2006 году.

Обнаружение и подтверждение планеты PSR J0337+1715 ABC b не только расширяет наши представления о разнообразии экзопланет, но и устанавливает новые вопросы относительно процессов формирования планетных систем в экстремальных условиях. Существование карликовых планет, меньше Меркурия, может вновь заставить задуматься о переработке понятия «планета». Это может возродить идею о мезопланетах — термине, предложенном Айзеком Азимовым для обозначения небесных тел, которые меньше Меркурия, но больше Цереры.

Однако не следует смешивать мезопланеты, описанные легендарным писателем-фантастом, с мезопланетами в классификации планет, пригодных для жизни. В этой классификации мезопланеты — это планеты с умеренным климатом, где не слишком жарко и не слишком холодно. Земля является ярким примером такой планеты.

Дальнейшие изыскания помогут учёным глубже понять природу этого загадочного объекта и механизмы формирования планет вокруг пульсаров.

Увлекательное путешествие по эволюции звёзд — от их зарождения в молекулярных облаках до финальных стадий, таких как белые карлики, нейтронные звёзды и чёрные дыры. Мы рассмотрим основные этапы становления звёзд, изучим влияние магнитогидродинамической турбулентности и узнаем, как движение межзвёздного газа способствует процессу звездообразования. Познакомимся с тем, как звёзды развиваются, взрываются в виде сверхновых и оставляют после себя загадочные объекты.