|
Редкий пульсар испустил 114 импульсов за один час
|
|
|
|
Астрономы зафиксировали необычное, ранее не наблюдавшееся поведение редкого типа пульсара и обнаружили неожиданную связь с одной из самых загадочных на сегодняшний день областей астрономии. Используя данные радиотелескопов за 174 часа наблюдений, исследователи обнаружили PSR J1227-4853 — быстро вращающуюся нейтронную звезду, известную как «переходный миллисекундный пульсар», которая испускает сотни ультракоротких и сверхмощных «гигантских импульсов». Статья об этом исследовании была опубликована в журнале The Astrophysical Journal 31 июля.
|
|
|
|
Нейтронные звёзды, которые быстро вращаются, совершая один оборот менее чем за 30 миллисекунд, называются миллисекундными пульсарами (МСП). Среди них есть редкий класс нейтронных звёзд, называемых переходными миллисекундными пульсарами, которые могут переходить из одного наблюдаемого состояния в другое: из состояния аккреционной системы с малой массой в рентгеновской двойной системе в состояние миллисекундного пульсара, излучающего радиоволны. На данный момент подтверждено, что только три переходных миллисекундных пульсара демонстрируют такое переключение.
|
|
|
|
В этом исследовании Саптартхи Саркар из Национального центра радиоастрофизики в Индии и его коллеги изучили третью из этих подтверждённых систем — PSR J1227-4853. Этот пульсар, обнаруженный в 2014 году с помощью Гигантского метрового радиотелескопа (GMRT), совершает один оборот вокруг своей оси за 1,69 миллисекунды.
|
|
|
|
|
|
|
Необычайно сильное магнитное поле в «световом цилиндре» пульсара — воображаемом цилиндре с центром в пульсаре и радиусом, на котором вещество, вращающееся вместе со звездой, должно двигаться со скоростью света, — сделало его особенно интересным объектом для изучения. Кроме того, пульсар демонстрировал высокую светимость при замедлении вращения, то есть скорость потери кинетической энергии по мере замедления вращения.
|
|
|
|
Эти свойства связаны с редким явлением, называемым гигантскими импульсами (ГИ) — чрезвычайно короткими и необычайно яркими радиовсплесками, которые могут быть в 10 000 раз ярче обычного сигнала пульсара. На сегодняшний день обнаружено всего 19 пульсаров, которые их генерируют. Ни один из переходных миллисекундных пульсаров не демонстрировал такого поведения, поэтому учёные решили проверить, генерирует ли этот редкий пульсар гигантские импульсы.
|
|
|
|
Команда объединила два набора данных, полученных с помощью модернизированного GMRT: более обширный, охватывающий около 165 часов наблюдений за пять лет, и меньший, с более высоким разрешением, охватывающий девять часов наблюдений за менее чем шесть месяцев. После тщательной фильтрации радиопомех они подтвердили наличие 235 подлинных гигантских импульсов, некоторые из которых длились всего миллионную долю секунды.
|
|
|
|
Было установлено, что импульсы исходили из двух «горячих точек» в спиральном цикле пульсара. Примечательно, что ни один из импульсов не был зафиксирован в отдельной области, где у некоторых других пульсаров, испускающих гигантские импульсы, наблюдается активность. Это свидетельствует о том, что излучение не является случайным и исходит из строго локализованной области магнитного поля пульсара. 6 декабря 2020 года частота импульсов резко возросла: за один час было зарегистрировано 114 гигантских импульсов.
|
|
|
|
Исследователи обнаружили, что из двух «горячих точек» импульсы из одной области были чрезвычайно короткими — всего 1,28 миллионных долей секунды — и более яркими, чем импульсы из другой области. Это различие может указывать на то, что в этих двух областях действуют разные механизмы излучения.
|
|
|
|
Подобное экстремальное поведение пульсара наблюдается впервые у переходного миллисекундного пульсара. Однако возникает вопрос, является ли такая экстремальная радиоактивность характерной чертой переходных пульсаров в целом или же она присуща только этой системе.
|
|
|
|
По словам астрономов, повышенная активность, выражающаяся в более чем 100 импульсах в час, подчиняется статистической закономерности, которая очень похожа на поведение повторяющихся быстрых радиовсплесков (Fast Radio Bursts, FRB). Исследователи пишут, что это может указывать на «потенциальные феноменологические параллели между гигантскими импульсами пульсаров в компактных двойных системах и повторяющимися FRB». Поскольку природа повторяющихся FRB до конца не изучена, сходство с гигантскими импульсами пульсаров может помочь понять их поведение.
|
|
|
|
Исследователи отмечают, что модель, которую они использовали для описания процессов в этой системе, не учитывает некоторые сложные закономерности. Альтернативные модели, учитывающие изменения активности с течением времени и сложные паттерны кластеризации импульсов, могут дать более реалистичное представление о характере всплесков активности. Тем не менее, по мнению исследователей, это исследование может стать «интересным направлением для будущих работ».
|
|
|
|
Источник
|
