Магнетарные загадки в нашей галактике и за ее пределами
Магнетары являются редким подтипом группы объектов, называемых пульсарами
© NASA/CXC/M.Weiss
В новом исследовании под руководством Caltech исследователи из Лаборатории реактивного движения (JPL) проанализировали импульсы радиоволн, исходящих от магнетара — вращающейся, плотной, мертвой звезды с сильным магнитным полем, которая расположена вблизи сверхмассивной черной дыры в центре галактики Млечный Путь.
Новое исследование дает ключ к выводу, что магнетары, подобные этому, лежащие в непосредственной близости от черной дыры, возможно, могут быть связаны с источником «быстрых радиопомех» или FRB. По сути FRB — это высокоэнергетические взрывы, которые происходят за пределами нашей галактики, но точная природа которых неизвестна.
«Наши наблюдения показывают, что радиомагнитар может испускать импульсы со многими из тех же характеристик, что и в некоторых FRB», — говорит исследователь Аарон Перлман, который представил результаты на 233-м заседании Американского астрономического общества в Сиэтле. «Другие астрономы также предположили, что магнетары вблизи черных дыр могут стоять за FRB, но необходимы дополнительные исследования, чтобы подтвердить эти подозрения.»
Астрономы изучили магнетар PSR J1745-2900, расположенный в галактическом центре Млечного Пути, используя самый большой из радиотелескопов в Австралии. Объект PSR J1745-2900 был первоначально обнаружен с помощью рентгеновского телескопа НАСА Swift, а затем определен как Магнетар массивом спектроскопических телескопов НАСА (NuSTAR) в 2013 году.
«PSR J1745-2900 — удивительный объект. Это магнитар, но кроме того он также расположен вблизи сверхмассивной черной дыры Млечного пути», — говорит Фиона Харрисон, профессор физики в Калифорнийском технологическом институте и главный следователь NuSTAR. «Интересно, что может быть связь между PSR J1745-2900 и загадочными FRB».
Магнетары являются редким подтипом группы объектов, называемых пульсарами; Пульсары, в свою очередь, принадлежат к классу вращающихся мертвых звезд, известных как нейтронные звезды. Считается, что магнитары — это молодые пульсары, которые вращаются медленнее, чем обычные пульсары, и имеют гораздо более сильные магнитные поля, что говорит о том, что, возможно, все пульсары проходят через магнитоподобную фазу в течение своей жизни.
Магнитар PSR J1745-2900 — самый близкий известный пульсар к сверхмассивной черной дыре в центре галактики, отделенный от нее расстоянием всего 0,3 световых года, и это единственный известный пульсар, гравитационно связанный с черной дырой и с окружающей средой вокруг нее.
В дополнение к обнаружению сходства между магнитаром галактического центра и FRB, исследователи также собрали новые подробности о радиоимпульсах магнетара. Используя одну из крупнейших радиоантенн сети Deep Space Network, ученые смогли анализировать отдельные импульсы, испускаемые звездой каждый раз, когда она вращалась, что является очень редким явлением в радиоизучении пульсаров.
Они обнаружили, что некоторые импульсы были растянуты или расширены на большую величину, чем предполагалось, по сравнению с предыдущими измерениями среднего поведения магнетара. Более того, это поведение варьировалось от импульса к импульсу.
«Нахождение стабильного пульсара на близкой, гравитационно-связанной орбите со сверхмассивной черной дырой в центре галактики может оказаться священным Граалем для проверки теорий гравитации», — говорят исследователи.
Aaron B. Pearlman et al. Pulse Morphology of the Galactic Center Magnetar PSR J1745–2900, The Astrophysical Journal (2018). DOI: 10.3847/1538-4357/aade4d