Медленно. Впечатление художника от сигнала от PSR J0901–4046 показано пурпурным цветом. Синим цветом показаны сигналы от других, более быстрых пульсаров. (Предоставлено Даниэль Футселар/artsource.nl)” ширина=”635″ высота=”357″>
По мнению международной группы ученых, необычный пульсирующий радиосигнал, исходящий от «звездного кладбища», может свидетельствовать о новом классе нейтронных звезд. Сигнал пульсара исходит от нейтронной звезды возрастом 53 миллиона лет, которая вращается каждые 76 секунд, что делает ее самой медленно вращающейся нейтронной звездой из когда-либо наблюдаемых. Звезда получила обозначение PSR J0901-4046 и была обнаружена Meerkat радиотелескоп в Южной Африке.
Нейтронная звезда — это объект с массой, подобной Солнцу, но сжатой гравитацией до диаметра около 20 км. Угловой момент сохраняется по мере того, как звезда сжимается, а это означает, что скорость вращения звезды увеличивается — подобно тому, как вращающаяся фигуристка ускоряется, когда она сводит руки.
Хорошо известно, что вращающиеся нейтронные звезды излучают лучи радиоволн, которые воспринимаются наблюдателями на Земле как импульсы. Процесс радиоизлучения управляется вращением звезды, и эта передача энергии в конечном итоге замедляет вращение до такой степени, что излучение, как ожидается, прекратится.
Неожиданные пульсации
«Что удивительно в этом открытии, так это то, что оно находится на кладбище нейтронных звезд. Это делает его особенным», — объясняет Маниша Калеб в Сиднейском университете, который был ведущим исследователем проекта. «Мы не ожидаем каких-либо радиопульсаций в этом регионе. Это открытие открыло целую неизведанную область, в которой мы раньше не искали нейтронные звезды».
«Это самая медленная из известных нейтронных звезд», — добавляет Калеб, ведущий автор статьи в Астрономия природы который описывает открытие. «Сам факт того, что он излучает радиоволны, бросает вызов нашему пониманию того, как стареют нейтронные звезды».
Самая медленная нейтронная звезда, обнаруженная ранее, имеет период 23.5 с, а это означает, что эта новая находка примерно в три раза медленнее. PSR J0901–4046, по-видимому, имеет по крайней мере семь различных типов импульсов, некоторые из которых являются сильно периодическими. Исследователи говорят, что такое разнообразие типов импульсов никогда раньше не наблюдалось.
Квазипериодические импульсы
«Никакая другая известная нейтронная звезда не демонстрирует такого разнообразия. «Квазипериодический» тип импульса может быть вызван сейсмическими колебаниями или колебаниями нейтронной звезды, что может быть важным ключом к пониманию механизма излучения, вызывающего эти всплески», — говорит Калеб. «Это начало нового класса нейтронных звезд. Как и относится ли он к другим классам, еще предстоит изучить».
Калеб, ранее работавший в Манчестерском университете, объясняет, что это наблюдение связано не только с небольшим везением. «Тот факт, что источник «включен» только около 0.5% периода вращения, означает, что нам очень повезло, что луч пересек Землю», — сказала она. «Мы вполне можем упустить целую популяцию этих объектов, о существовании которых мы даже не подозревали до сих пор».
«Пульсары — это нейтронные звезды с лучами излучения, исходящими от их магнитных полюсов, которые движутся по Земле по мере их вращения, что позволяет астрономам обнаруживать их как серию регулярных импульсов», — соавтор исследования. Астрономия природы бумага и астрофизик из Оксфордского университета, Ян Хейвуд, Сказал Мир физики. «Мы можем использовать радиотелескопы для определения времени вращения таких нейтронных звезд с предельной точностью, что делает пульсары чрезвычайно удачными ресурсами для проверки многочисленных аспектов астрофизики и фундаментальной физики».
Случайный и фундаментальный
Хейвуд добавляет, что две основные вещи, которые исследователи могут наблюдать в отношении нейтронных звезд, — это скорость их вращения и скорость, с которой это вращение замедляется.
«Теории о нейтронных звездах предсказывают, что при некоторых комбинациях этих двух значений радиоизлучение отключится, и лучи исчезнут», — говорит он. «Тот факт, что мы видим радиоизлучение этого объекта с таким большим периодом вращения, ставит под сомнение некоторые из этих теорий».
Хейвуд отмечает, что значения скорости вращения и замедления PSR J0901–4046, технически называемые пространством параметров, выделяют его как нечто новое.
Сбой пульсара предполагает наличие сверхтекучих слоев внутри нейтронной звезды
«Различные классы пульсирующих нейтронных звезд занимают совершенно разные области пространства параметров, и это открытие продвигается к областям, которые не содержат ни одного известного класса нейтронных звезд», — объясняет Хейвуд. «Возможно, это не новый класс нейтронных звезд, а скорее наше понимание текущей известной популяции неполно. В любом случае, это открытие ставит под сомнение наше понимание этого типа объектов».
Исследователи говорят, что, полностью используя данные MeerKAT и комбинируя методы наблюдения проектов телескопа MeerTRAP и ThunderKAT, они надеются найти больше объектов, таких как PSR J0901–4046.
«Обнаружение большего количества этих нейтронных звезд может оказаться жизненно важным для нашего понимания галактического населения нейтронных звезд», — заключает Калеб.
