Радиотелескоп FAST позволил группе астрономов и астрофизиков впервые наблюдать необычную звезду-компаньона у миллисекундного пульсара. Систему, находящуюся от Земли на расстоянии 26 тысяч световых лет, составляют пульсар и гелиевая звезда, частично затмевающая пульсар при прохождении между ним и нашей планетой.
С 2020 года астрономы наблюдают за пульсаром PSR J1928+1815. В самом начале наблюдений заметили его чрезвычайно высокую скорость вращения — период составил всего 10,55 миллисекунды. Радиосигнал периодически исчезает примерно на одной шестой части орбитального периода (то есть на 36 минут из 3,6 часов). По этой причине ученые предположили, что между пульсаром и Землей регулярно проходит объект, блокирующий излучение.
Проанализировав данные наблюдений, собранных радиотелескопом FAST за последние четыре с половиной года, удалось окончательно прояснить ситуацию. Результаты показали, что пульсар действительно связан гравитацией с компактной звездой-компаньоном, которая по всей видимости является редким типом гелиевых звезд. Обнаружить подобные объекты невероятно трудно: практически не излучающие свет в оптическом и инфракрасном диапазонах,
Теория происхождения миллисекундных пульсаров — нейтронных звезд с периодами вращения менее 30 миллисекунд — изучена недостаточно, но считается, что быстрое вращение приобретается за счет накопления вещества от звезды-компаньона. Точный процесс формирования таких систем неясны и зависит от начальных масс светил и их эволюции.
Так как пульсар PSR J1928+1815 движется по почти круговой орбите вокруг спутника (период обращения — примерно 3,6 часа) и очень быстро теряет энергию, авторы научного исследования, опубликованной в журнале ScienceУченые установили, что видят заключительный этап эволюции двойной системы: звезда-компаньон потеряла оболочку, сформировав плотное пространство, которое частично задерживает радиосигналы пульсара.
В этой фазе двойные системы проходят через слияние: одно светило расширяется и поглощает другое, что приводит к резкому сближению орбит и быстрой эволюции. Впервые астрономы наблюдали пару миллисекундного пульсара и «оголенной» гелиевой звезды — раньше такие сценарии существовали только в теоретических моделях.
Исследования также установили, что масса звезды-компаньона значительно превосходит аналогичные показатели в других подобных системах и варьируется от 1 до 1,6 солнечных масс. Авторы новой научной работы считают, что в будущем гелиевое светило превратится в массивного белого карлика, а система станет классической двойной (пульсар и белый карлик), представляя собой потенциальный источник гравитационных волн.