Необычная звезда бросает вызов научным представлениям

Новости МирТесен

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 представляют собой чрезвычайно плотные объекты, формирующиеся в результате взрывов сверхновых – коллапса массивных звезд, масса которых варьируется от двух до двадцати солнечных масс. Некоторые из них обладают высокой скоростью вращения и генерируют интенсивные радиоволны из своих магнитных полюсов. При направленности этих волн на Землю они воспринимаются как периодические импульсы, радиоволн, распространяющиеся в космическом пространстве подобно маяку. Именно благодаря такому ритмичному излучению эти объекты получили наименование «пульсары».

Обычно пульсары вращаются с высокой скоростью, совершая полный оборот за считанные секунды или даже быстрее. Недавно идентифицированный объект 4U 1820-30 в созвездии Стрельца является одним из наиболее быстро вращающихся пульсаров, демонстрируя скорость вращения в 716 оборотов в секунду – это превышает скорость вращения лопастей кухонного комбайна.

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 бросают вызов общепринятой теории эволюции пульсаров. Нейтронные звезды генерируют радиосигналы, преобразуя кинетическую энергию своего вращения в излучение. В соответствии с устоявшейся гипотезой, они постепенно замедляются и теряют энергию. Достигнув критической скорости вращения (приблизительно одного оборота в минуту), они должны полностью прекратить радиоизлучение.

Однако «в последние годы мы наблюдаем объекты, которые, казалось бы, пересекают эту линию смерти, но продолжают излучать радиоволны , — поясняет Маниша Калеб из Сиднейского университета, представляющая New Scientist. Подобным образом они напоминают так называемые звезды-зомби, существование которых кажется парадоксальным, однако они продолжают излучать пульсирующие сигналы. », — добавляет она.

В новом исследовании, опубликованном в журнале , Калеб и её соавторы выявили еще один из этих интригующих объектов на удалении примерно в 13 000 световых лет. Его период обращения составляет 6,5 часа, что является новым достижением и расширяет границы ранее установленных ограничений. « 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

Недавно обнаруженный объект, обозначенный как ASKAP J1839-0756, был выявлен в ходе стандартных радиоастрономических наблюдений с использованием радиотелескопа ASKAP, расположенного на западе Австралии. Он привлек внимание благодаря внезапному всплеску радиоизлучения, напоминающему взрыв, что отличало его от других объектов в окрестностях. За 15 минут интенсивность излучения в радиодиапазоне снизилась на 95 %

«Первоначально команда не предполагала периодическую природу радиосигналов, испускаемых источником. В ходе первых наблюдений был зарегистрирован лишь один импульс », — отмечают ученые. Для более детального изучения было проведено дополнительное наблюдение с использованием ASKAP, а также Компактного телескопа Австралии и радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке, расположенного в ЮАР. В результате анализа выяснилось, что объект генерирует импульсы с интервалом 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.

«Несмотря на то, что природа объекта ASKAP J1839-0756 остается неизвестной, очевидно, что он бросает вызов существующим представлениям. », — 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.