Телескоп FAST обнаружил шесть «пульсаров-одиночек» в старых звездных скоплениях
Новые изолированные миллисекундные пульсары в шаровых скоплениях NGC 6517 и NGC 7078.
Китайские астрономы под руководством Иньфэна Дая из Пекинского университета обнаружили шесть новых миллисекундных пульсаров в двух шаровых скоплениях галактик NGC 6517 и NGC 7078. Исследование выполнено с использованием данных пятисотметрового сферического радиотелескопа FAST в рамках проекта FAST Globular Cluster Pulsar Survey. Подробности открытия изложены в статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv.
Миллисекундные пульсары (MSP) это особый класс нейтронных звезд, которые вращаются с экстремально высокой скоростью. Период их вращения составляет менее 30 миллисекунд, что означает от 33 до нескольких сотен оборотов в секунду. Для сравнения, типичный молодой пульсар вращается со скоростью один оборот в секунду или даже медленнее.
Группа китайских астрономов под руководством Иньфэна Дая из Пекинского педагогического университета провела анализ архивных данных, полученных с помощью крупнейшего в мире пятисотметрового сферического радиотелескопа FAST. Объектами исследования стали два близлежащих шаровых скопления с коллапсом ядра — NGC 6517 и NGC 7078, также известное как Messier 15 или M15.
Эти скопления представляют особый интерес для поиска пульсаров, поскольку динамическое моделирование и предыдущие наблюдения указывают на наличие в них больших популяций изолированных миллисекундных пульсаров. Исследование проводилось в рамках проекта FAST Globular Cluster Pulsar Survey, в рамках которого к настоящему моменту уже открыто более 60 пульсаров в 16 шаровых скоплениях.
Для анализа использовались 23 архивных наблюдения NGC 6517, выполненных в период с июня 2019 года по март 2024 года, с длительностью от 0,5 до 2,5 часов на один сеанс. Для M15 были взяты 19 наблюдений, проведенных с сентября 2019 года по февраль 2024 года, с длительностью от 0,5 до 4,5 часов на сеанс. Именно эти данные позволили ученым применить метод суммирования спектров мощности, полученных в ходе нескольких наблюдений. Такой подход значительно повышает отношение сигнал/шум для слабых источников, которые остаются незамеченными при стандартных одновременных поисках.
В результате в NGC 6517 были обнаружены четыре новых миллисекундных пульсара, получивших обозначения NGC 6517S, NGC 6517T, NGC 6517U и NGC 6517V. Их периоды вращения лежат в диапазоне от 3,68 до 6,02 миллисекунд, а показатель дисперсии составляет от 182,45 до 182,85 пк/ см³. В скоплении NGC 7078 были найдены два пульсара — M15M с периодом вращения 4,83 миллисекунды и дисперсией около 67,9 пк/ см³, а также M15N с периодом 9,29 миллисекунды и дисперсией 66,65 пк/ см³.
Дисперсия (мера дисперсии, DM) это ключевая характеристика для любого пульсара, которая измеряется в единицах парсек на кубический сантиметр (пк/см³). Она описывает эффект замедления и растягивания радиосигнала пульсара при прохождении через межзвездную среду, разреженный ионизированный газ, заполняющий пространство между звездами.
Как это работает? Высокочастотные компоненты радиоволн путешествуют сквозь ионизированную среду быстрее, чем низкочастотные. В результате импульс, который изначально был коротким и резким, приходит на Землю «размазанным» во времени: сначала детектор регистрирует высокочастотную часть, а затем, с небольшой задержкой, низкочастотную. Чем больше электронов на пути луча, тем сильнее этот эффект.
Важной особенностью всех шести новых объектов является то, что они представляют собой изолированные миллисекундные пульсары, то есть не входят в двойные системы. Это подтверждается анализом их временных характеристик.
Ранее эти пульсары оставались необнаруженными именно из-за чрезвычайно слабых сигналов, которые не поддавались восстановлению стандартными методами поиска. Открытие стало возможным благодаря инновационной методике объединения данных множества наблюдений, что позволило эффективно выделить слабые источники на фоне шумов.
Таким образом, благодаря использованию архивных данных телескопа FAST и применению метода суммирования спектров мощности, китайским астрономам удалось обнаружить шесть новых слабых изолированных миллисекундных пульсаров. Это открытие увеличило известную популяцию пульсаров в скоплении NGC 6517 примерно на 27 процентов, а в NGC 7078 на 18 процентов. Работа подтверждает высокую эффективность телескопа FAST для поиска самых быстрых и слабых нейтронных звезд и открывает новые перспективы для изучения шаровых скоплений с коллапсом ядра.
Научная публикация:
Yinfeng Dai, Xing-Jiang Zhu, Zhichen Pan, Lei Qian, Li-yun Zhang, Dejiang Yin et al, The Stack Search Tests on FAST Data: Discovery of Six Faint Isolated Millisecond Pulsars in NGC 6517 and NGC 7078 (M15), arXiv (2026). DOI: 10.48550/arxiv.2604.08268
Присоединяйтесь к нам в соцсетях
