Нейтронные звезды и магнетары — космические объекты с экстремальными свойствами — являются объектом пристального внимания исследователей. Один из таких объектов, получивший название GPM J1839-10, недавно привлек внимание астрономов своим необычным поведением.
Это открытие, сделанное международной группой астрономов с помощью радиотелескопа Murchison Widefield Array (MWA) в Западной Австралии, может расширить наши представления о нейтронных звездах и магнетарах и пролить свет на некоторые космические явления, которые до сих пор остаются малоизученными. Исследование опубликовано в журнале .
Звездный объект, который не поддается существующим теориям
Звездный объект, получивший название GPM J1839-10, находится на расстоянии около 15 000 световых лет от нашей планеты в созвездии Щит. От других известных нейтронных звезд и магнетаров этот объект отличает необычное поведение: он излучает радиоволны с интервалом в 22 минуты. Такой периодичности ранее не наблюдалось, что позволяет предположить, что это новый тип магнетара — сверхдлиннопериодический магнетар.
Как уже отмечалось ранее, открытие GPM J1839-10 стало возможным благодаря использованию радиотелескопа Murchison Widefield Array (MWA), расположенного в глубинке Западной Австралии. MWA особенно хорошо приспособлен для обнаружения слабых и далеких радиосигналов, что делает его ценным инструментом для изучения таких экзотических небесных объектов, как GPM J1839-10.
Однако открытие GPM J1839-10 не было делом рук одного прибора. Для подтверждения открытия и получения более полного представления о характеристиках объекта исследователи обратились к другим телескопам, расположенным по всему миру. В их число вошли три радиотелескопа: CSIRO в Австралии, радиотелескоп MeerKAT в Южной Африке и космический телескоп XMM-Newton.
Загадка, которая сохраняется на протяжении десятилетий
Следует отметить, что этот звездный объект является лишь вторым объектом такого рода, обнаруженным после того, как первый был открыт Тайроном О’Доэрти, студентом-исследователем из Международного центра радиоастрономических исследований Университета Кертина.
Ведущий автор нового исследования, доктор Харли-Уокер, руководитель О’Доэрти, сказал в пресс-релизе: «Мы были озадачены. Поэтому мы начали искать похожие объекты, чтобы понять, является ли это единичным случаем или только верхушкой айсберга«. В период с июля по сентябрь 2022 года группа исследовала небо с помощью телескопа MWA и обнаружила GPM J1839-10. Точнее, «открыли заново».
Вооружившись координатами и характеристиками магнетара, команда начала искать его следы в архивах наблюдений первых радиотелескопов мира. Д-р Херли-Уокер отмечает: «Он появился в наблюдениях Гигантского метроволнового радиотелескопа (GMRT) в Индии и Очень большой антенны (VLA) в США, причем обнаружен он был еще в 1988 году«.
Объект излучает пятиминутный импульс радиоэнергии каждые 22 минуты и делает это на протяжении как минимум 33 лет. Это противоречит нашим современным представлениям о магнетарах, поскольку, согласно существующим теориям, магнетар должен замедляться и в конце концов перестать излучать радиоволны.
На практике не все магнетары производят радиоволны. Некоторые из них существуют за «линией смерти» — критическим порогом, когда магнитное поле звезды становится слишком слабым для генерации высокоэнергетического излучения. Херли-Уокер поясняет: «Обнаруженный нами объект вращается слишком медленно, чтобы генерировать радиоволны — он находится ниже «линии смерти». Однако он продолжает излучать радиоволны».
Важнейшие последствия для нашего понимания Вселенной
Открытие магнетара со сверхдлинным периодом GPM J1839-10 оказывает существенное влияние на наше понимание нейтронных звезд. Нейтронные звезды, известные своими чрезвычайно мощными магнитными полями, обычно изучаются для того, чтобы понять, как ведут себя магнитные поля в экстремальных условиях. Наблюдение магнетара, излучающего радиоволны на столь длительном интервале времени, ставит под сомнение гипотезы о поведении магнитных полей в таких средах.
Кроме того, по мнению авторов, это исследование ставит новые вопросы о формировании и эволюции магнетаров. Как магнетар может развиваться столь длительный период? Какие факторы могут влиять на эту эволюцию? Эти вопросы открывают новые направления исследований для астрономов и астрофизиков.
Изучение GPM J1839-10 также может помочь нам лучше понять происхождение таких явлений, как быстрые радиовсплески. Эти очень короткоживущие радиосигналы были впервые обнаружены в 2007 году, и их происхождение до сих пор остается загадкой. Поэтому исследовательская группа планирует продолжить наблюдения за GPM J1839-10, чтобы узнать больше о ее свойствах и поведении.