Астрономы обнаружили странную нейтронную звезду с необычными характеристиками, указывающими на то, что теоретически она не должна существовать. Она продолжает излучать периодические радиосигналы, вращаясь со скоростью, слишком низкой для такого типа объектов. Кроме того, это первая из таких звезд, которая излучает «интеримпульсы», поднимая вопросы об истинной природе нейтронных звезд и их поведении.
Нейтронные звезды — сверхплотные объекты, формирующиеся при взрыве массивных звезд (от двух до двадцати раз массивнее Солнца) в сверхновых. Некоторые из них вращаются быстро и излучают мощные радиолучи с магнитных полюсов. Радиоволны, направленные на Землю, кажутся периодическими импульсами, распространяющимися по космосу подобно маяку — за это их называют пульсарами.
Пульсары, как правило, совершают вращение с большой скоростью — полный оборот за несколько секунд или даже меньше. Недавно открытый пульсар 4U 1820-30 в созвездии Стрельца входит в число самых быстрых, скорость вращения которого достигает 716 оборотов в секунду (выше скорости вращения лопастей блендера).
За последние три года обнаружили несколько необычных пульсаров, названных «долгопериодическими радиопереходными», вращающимися с необычайно низкой скоростью. Один из них, найденный астрономами Сиднейского университета, имеет период вращения 54 минуты.
Наблюдения вызывают сомнения по поводу обычной теории эволюции пульсаров. Нейтронные звезды вырабатывают радиоимпульсы, превращая энергию вращения в излучение. Общепринятая гипотеза гласит, что со временем они замедляются и теряют энергию. При скорости вращения ниже определенного порога (около одного оборота в минуту) импульсы должны прекратиться.
Однако «Последние годы привели к наблюдению объектов, переходящих через границу, называемую «линией смерти», и все же продолжающих испускать радиоволны. — поясняет для New Scientist Маниша Калеб из Сиднейского университета. Таким образом, похожи на звезд-зомби, от которых не ожидаешь жизни, но которые всё ещё живые и пульсирующие. », — добавляет она.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Калеб с сослуживцами обнаружил ещё один таинственный объект в 13 000 световых лет от нас. Его вращение длится 6,5 часов, это новый рекорд, который перечеркивает прежние представления о возможных параметрах таких объектов. Наш медленный маяк ориентирован точно по отношению к Земле, поэтому видим радиоимпульсы, идущие от её двух магнитных полюсов. В публикации, вышедшей в журнале The Conversation, учёные приводят такое утверждение. Это уникальное событие впервые зафиксировано у подобных медленно вращающихся небесных тел и меняет понимание работы этих звёзд. ».
Два типа импульсов с разными интервалами
Во время наблюдений на радиотелескопе ASKAP в Западной Австралии обнаружили новый объект, получивший название ASKAP J1839-0756. От других объектов, найденных рядом с ним, его отличало внезапное радиоизлучение, напоминающее взрыв. Яркость объекта, измеренная в радиоволнах, за 15 минут упала на 95 %.
«Сначала нам не было известно, что источник издает периодические радиосигналы. В ходе первоначальных наблюдений был зарегистрирован лишь один сигнал. — поясняют исследователи. Чтобы узнать больше, команда провела наблюдения с помощью ASKAP, а также Компактного телескопа Австралии и сверхчувствительного радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке. Анализ показал, что объект излучает импульсы каждые 6,5 часов.
Удивительно, что объект, похоже, издает радиоимпульсы от двух магнитных полюсов. Большинство пульсаров излучают импульсы от одного магнитного полюса, как факелы. В 3 % случаев ось вращения почти перпендикулярна оси магнитного поля, позволяя наблюдать чередующиеся импульсы от двух полюсов. ASKAP J1839-0756 испускает радиоимпульсы примерно каждые 3,2 часа после каждого основного импульса. Эти излучения слабее и имеют другие свойства, что предполагает их происхождение от противоположного магнитного полюса. Таким образом, ASKAP J1839-0756 является первым известным долгопериодическим радиопереходным объектом, излучающим интеримпульсы.
Магнетар или белый карлик?
Вращение и характер радиоизлучения предполагают, что это может быть магнетар — тип нейтронной звезды с очень сильным магнитным полем. Сила поля позволяет генерировать радиоимпульсы даже при медленной скорости вращения. Однако даже у магнетаров периоды вращения не превышают несколько часов, за исключением 1E 161348-5055, период которой равен 6,67 часам. Но этот магнетар излучает рентгеновские лучи, а не радиоимпульсы.
Другая гипотеза утверждает, что это может быть белый карлик из-за медленного вращения. Ни один известный белый карлик не излучает радиоимпульсы. Также наблюдения на других длинах волн не обнаружили белого карлика в области ASKAP J1839-0756.
«Независимо от сути ASKAP J1839-0756, этот объект разрушает привычные представления. », — говорят эксперты. «Странное сочетание медленного вращения, радиоимпульсов и взаимовлияний заставляет астрономов пересмотреть пределы поведения нейтронных звезд и исследовать новые пути для понимания сути этой тайны. », — заключают они.