Необычное поведение пульсара указало на возможную связь с одной из главных загадок астрофизики

Команда астрономов под руководством Саптарши Саркара из Национального центра радиоастрофизики Индии обнаружила у редкого пульсара PSR J1227-4853 необычайно мощные и сверхкороткие радиовсплески. Это первое подобное наблюдение для переходных миллисекундных пульсаров. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.

В глубинах космоса скрываются объекты, которые заставляют ученых пересматривать привычные представления о физике звезд. Одним из таких загадочных тел является нейтронная звезда PSR J1227-4853, которая вращается с головокружительной скоростью – один полный оборот она совершает менее чем за две тысячных доли секунды (1,69 миллисекунды).

Такие стремительные «вертушки» называют миллисекундными пульсарами, а этот экземпляр относится к еще более редкому подвиду – переходным пульсарам. Их особенность в том, что они могут вести себя двойственно: то излучать в рентгеновском диапазоне, то переходить в режим обычного радиопульсара. Подобных «переключающихся» звезд астрономам известно всего три, и PSR J1227-4853 – одна из них.

Чтобы разгадать тайны этого объекта, исследователи потратили в общей сложности 174 часа наблюдений на индийском радиотелескопе GMRT. Они объединили данные за пять лет и отдельную серию замеров высокой точности, сделанных за полгода. После тщательной очистки сигнала от помех удалось выделить 235 уникальных всплесков.

Некоторые из них длились чуть больше одной миллионной доли секунды, но при этом по яркости в десятки тысяч раз превосходили обычное излучение пульсара. Такие вспышки в мире астрофизики иногда называют гигантскими импульсами, и до сих пор их замечали только у 19 пульсаров из многих сотен известных. Ни один переходный миллисекундный пульсар ранее не показывал ничего подобного.

Особый интерес вызвало то, откуда именно исходят эти всплески. Оказалось, что они рождаются не где и как попало, а в двух строго определенных «горячих точках» на траектории вращения звезды. При этом в одной из точек импульсы были заметно ярче, чем в другой. Это наводит на мысль, что в разных участках магнитного поля пульсара действуют разные физические механизмы. Интересно, что в третьей зоне, где у некоторых других подобных объектов тоже наблюдаются вспышки, здесь сигналов не зафиксировали – значит, излучение крайне локализовано.

Самое захватывающее событие произошло 6 декабря 2020 года: за один час аппаратура зарегистрировала 114 гигантских импульсов, что почти в сто раз больше среднего уровня. Такая внезапная активность напомнила ученым поведение загадочных быстрых радиовсплесков (FRB), которые приходят из далеких галактик и до сих пор не имеют однозначного объяснения. Статистика распределения этих импульсов – время между ними и их количество, оказалась удивительно похожей на ту, что наблюдается у одного из повторяющихся быстрых радиовсплесков.

Такое совпадение дает астрономам надежду: возможно, изучая относительно близкие и понятные пульсары, мы сможем пролить свет на природу гораздо более далеких и загадочных космических сигналов.

В результате исследования впервые у переходного миллисекундного пульсара зафиксированы сверхмощные и сверхкороткие импульсы, исходящие из двух узких областей его магнитного поля. Их статистическое поведение поразительно напоминает активность повторяющихся быстрых радиовсплесков, что открывает новое направление для сравнения этих явлений и может помочь в разгадке одной из главных загадок современной астрофизики.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях