Астрономы наблюдают беспрецедентную детализацию пульсара
Изображение: Dr. Mark A. Garlick; Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics, University of Toronto
Группа ученых выполнила наблюдение с одним из самых высоких разрешений в истории астрономии, наблюдая за двумя интенсивными регионами излучения, разделенными 20-ю километрами, у звезды на расстоянии 6500 световых лет от нас. Наблюдение эквивалентно использованию телескопа на Земле, чтобы с помощью него увидеть блоху на поверхности Плутона.
Необычное наблюдение стало возможным благодаря редкой геометрии и характеристикам пары звезд, вращающихся вокруг друг друга. Одна из них -прохладная, легкая звезда, называемая коричневым карликом, которая имеет «след» или кометный хвост газа. Другая — экзотическая, быстро вращающаяся звезда, называемая пульсаром.
«Газ действует как увеличительное стекло прямо перед пульсаром», — говорит Роберт Майн, ведущий автор статьи, описывающей наблюдение, опубликованное 24 мая в журнале Nature. «Мы, по сути, смотрим на пульсар через естественную лупу, которая периодически позволяет нам видеть два региона по отдельности.»
Пульсар — это нейтронная звезда, которая быстро вращается. Когда пульсар вращается, он испускает лучи излучения из двух горячих точек на своей поверхности. Интенсивные области наблюдаемого излучения связаны с пучками.
Коричневая карликовая звезда составляет около трети диаметра Солнца. Она находится примерно в двух миллионах километров от пульсара — или в пять раз больше расстояния между Землей и Луной — и вращается вокруг него чуть более чем за 9 часов. Звезда всегда повернута к пульсару одной стороной.
Поскольку она так близка к пульсару, коричневая карликовая звезда подвергается сильному излучению, исходящим от ее меньшего спутника. Интенсивное излучение от пульсара нагревает одну сторону относительно прохладной карликовой звезды до температуры нашего Солнца, или до около 6000°C.
Излучение пульсара в конечном счете может означать гибель его спутника. Пульсары в этих типах бинарных систем называются пульсарами «черной вдовы». Подобно тому, как Черная Вдова-паук ест свою половинку, считается, что пульсар, учитывая правильные условия, может постепенно разрушать карликовую звезду, пока последняя не будет уничтожена.
В дополнение к тому, что было сделано наблюдение невероятно высокого разрешения, результат может быть ключом к природе таинственных явлений, известных как быстрые радиоволны, или FRBs.
«Многие наблюдаемые свойства FRBs можно объяснить, если они усиливаются плазменными линзами», — говорит Майн. «Свойства усиленных импульсов, которые мы обнаружили в нашем исследовании, показывают замечательное сходство с всплесками от повторяющегося FRB, предполагая, что повторяющийся FRB может быть линзирован плазмой в его галактике-хозяине.»
Пульсар обозначен как PSR B1957+20. Он, вероятно, один из самых массивных пульсаров, известных нам, и дальнейшая работа для точного измерения его массы поможет в понимании того, как ведет себя материя в самой высокой известной плотности во вселенной, и как массивная нейтронная звезда может коллапсировать в черную дыру.
Майн и его соавторы использовали данные, полученные с помощью Радиотелескопа обсерватории Аресибо до того, как ураган Мария повредил телескоп в сентябре 2017 года. Астрономы будут использовать телескоп для последующих наблюдений пульсара PSR B1957+20.
Больше информации: Pulsar emission amplified and resolved by plasma lensing in an eclipsing binary, Nature (2018). www.nature.com/articles/s41586-018-0133-z