Астрономы выявили необычную нейтронную звезду, чьи аномальные характеристики противоречат существующим теориям. Она продолжает генерировать регулярные радиосигналы, вращаясь с гораздо меньшей скоростью, чем обычно наблюдается у объектов подобного типа. Более того, данная звезда является первой, зарегистрированной с «интеримпульсами», что ставит под сомнение как её подлинную природу, так и поведение нейтронных звёзд в целом.
Нейтронные звезды — это объекты с невероятно высокой плотностью, формирующиеся при взрыве массивных звезд (от 2 до 20 масс Солнца) в процессе сверхновой. Некоторые из них характеризуются быстрым вращением и излучают мощные радиоволны из своих магнитных полюсов. Если эти лучи направлены в сторону Земли, мы наблюдаем их как периодические импульсы радиоволн, эти объекты излучают электромагнитные волны, распространяющиеся в космическом пространстве, что и послужило причиной их названия «пульсар».
Пульсары характеризуются высокой скоростью вращения, совершая полный оборот всего за несколько секунд или даже быстрее. 4U 1820-30, недавно открытый пульсар в созвездии Стрельца, является одним из самых быстро вращающихся – его скорость составляет 716 оборотов в секунду, что превышает скорость вращения лопастей блендера).
В последние три года было выявлено несколько необычных пульсаров, классифицируемых как «радиопереходные с длительным периодом», характеризующихся аномально низкой скоростью вращения. Среди них пульсар, найденный исследователями из Сиднейского университета в Австралии, совершает оборот за 54 минуты.
Полученные данные противоречат общепринятой теории эволюции пульсаров. Нейтронные звезды генерируют радиоимпульсы, преобразуя кинетическую энергию вращения в электромагнитное излучение. В соответствии с доминирующей гипотезой, они постепенно замедляются и теряют энергию. Когда частота их вращения снижается ниже критического значения (примерно один оборот в минуту), они, как предполагается, должны прекратить генерировать радиосигналы.
Однако «в последние годы мы наблюдаем объекты, которые, казалось бы, пересекают эту линию смерти, но продолжают излучать радиоволны », — поясняет New Scientist Маниша Калеб, исследователь из Сиднейского университета. « Они напоминают звезд-зомби, существование которых кажется невероятным, однако они продолжают жить и излучать энергию », — добавляет она.
В новом исследовании, опубликованном в журнале , Калеб и его коллеги идентифицировали еще один подобный объект на удалении примерно в 13 000 световых лет. Его период обращения составляет 6,5 часа, что является новым достижением и переопределяет представления о допустимом. « Наш медленный маяк также ориентирован относительно Земли, что позволяет нам наблюдать радиосигналы, генерируемые двумя ее магнитными полюсами », — отмечают авторы в статье, вышедшей в журнале The Conversation. « Встречаемость данного явления беспрецедентна для объектов с медленным вращением и позволяет получить новые данные о механизмах, определяющими поведение таких звезд ».
Два типа импульсов с разными интервалами
Во время обычного наблюдения на радиотелескопе ASKAP, расположенном в Западной Австралии, был найден новый объект, получивший название ASKAP J1839-0756. Он отличался от других объектов, находящихся поблизости, благодаря внезапному радиоизлучению, похожему на взрыв. Яркость объекта в радиодиапазоне снизилась на 95 % всего за 15 минут.
«Изначально мы не предполагали, что объект является источником периодических радиоимпульсов. В ходе первых наблюдений был зарегистрирован лишь один импульс », — отмечают ученые. Для более детального изучения команда продолжила наблюдения, используя ASKAP, а также Компактный телескоп Австралии и радиотелескоп MeerKAT в Южной Африке. Полученные данные свидетельствуют о том, что объект испускает импульсы с интервалом в 6,5 часов.
Удивительно, что он, по всей видимости, испускает радиоимпульсы с обоих своих магнитных полюсов. Обычно пульсары излучают импульсы только с одного магнитного полюса (с нашей точки зрения), подобно факелам. Однако в примерно 3 % случаев ось вращения оказывается почти перпендикулярна оси магнитного поля. Это позволяет наблюдать последовательные импульсы, исходящие с двух магнитных полюсов. ASKAP J1839-0756 излучает радиоимпульсы примерно каждые 3,2 часа после каждого основного импульса. Эти радиоизлучения немного слабее и обладают другими характеристиками, что позволяет предположить их происхождение с противоположного магнитного полюса. Таким образом, ASKAP J1839-0756 является первым известным долгопериодическим радиопереходным объектом, демонстрирующим интервал между импульсами.
Магнетар или белый карлик?
На основании анализа вращения и характеристик радиоизлучения, существует предположение о том, что данный объект может являться магнетар – разновидность нейтронной звезды, обладающей исключительно сильным магнитным полем. Именно это поле позволяет магнетарам генерировать радиоимпульсы даже при замедленном вращении. Тем не менее, даже у магнетар обычно нет периодов вращения, исчисляемых часами, за исключением 1E 161348-5055, период вращения которой составляет 6,67 часа. Однако этот магнетар не излучает радиоволны, а производит рентгеновское излучение.
Существует также предположение, что это может быть белый карлик, учитывая его замедленное вращение. Тем не менее, известные белые карлики не генерируют радиоимпульсы. Более того, исследования, проведенные в других диапазонах длин волн, не подтвердили наличие белого карлика в окрестностях объекта ASKAP J1839-0756.
«Независимо от того, что представляет собой ASKAP J1839-0756, очевидно, что этот объект меняет существующие представления », — говорят эксперты. «Необычное сочетание медленного вращения, радиоимпульсов и взаимного влияния побуждает астрономов пересмотреть представления о поведении нейтронных звезд и исследовать новые пути для раскрытия этой тайны », — заключают они.