Новини
Home / Технології / Астрофізики МДУ вивчили «омолаживающийся» пульсар в сусідній галактиці

Астрофізики МДУ вивчили «омолаживающийся» пульсар в сусідній галактиці

Масивні молоді зірки гинуть, вибухаючи яскравими надновими. При цьому їх зовнішні оболонки відкидаються, а ядро стискається, перетворюючись зазвичай в компактну і сверхплотную нейтронну зірку. Сильно намагнічені, вони швидко обертаються, роблячи сотні оборотів в секунду, однак втрачають енергію обертання і сповільнюються, випускаючи вузькі потоки частинок. Вони створюють спрямоване радіовипромінювання, яке періодично може спрямовуватися на Землю, створюючи ефект регулярно пульсуючого джерела, найчастіше мілісекундного.

«Повернути молодість» пульсару і знову прискорити його обертання може зустріч із звичайною зіркою. Утворивши з нею стійку пару, нейтронна зірка починає перетягувати її речовина, утворюючи навколо себе розпечений аккреційний диск. Ближче до самої нейтронної зірки диск розривається магнітним полем зірки, і потік матерії падає на неї, утворюючи «гаряче пляма» — температура тут сягає мільйони градусів, і речовина випромінює світло в рентгенівському діапазоні. Обертаючись, нейтронна зірка спалахує рентгенівським пульсаром, як маяк, а продовжує падати на неї речовина надає їй додатковий імпульс, прискорює обертання.

За якусь сотню тисяч років — за космічними мірками, майже миттєво — старий пульсар, вже сповільнилось до одного обороту за кілька секунд знову розкрутитися в тисячі разів швидше. Такий рідкісний момент вдалося спостерігати команді астрофізиків ДАІШ МДУ спільно з колегами з Італії та Франції. Вивчений ними рентгенівський пульсар XB091D був відкритий на самих ранніх етапах «омолодження» і виявився найбільш повільно обертається з усіх раскручивающихся пульсарів, відомих на сьогоднішній день. Повний оборот ця нейтронна зірка робить за 1,2 секунди — в десять разів повільніше попереднього рекордсмена. За оцінками вчених, «розгін» пульсара почався менше мільйона років тому.

Робота була виконана на основі спостережень, які були зібрані космічним телескопом XMM-Newton між 2000 і 2013 роках і об’єднані астрономами МДУ і їх колегами у відкриту онлайн-базу даних. Доступ до інформації з приблизно 50 млрд. рентгенівських фотонів вже дозволив вченим різних країн виявити цілий ряд раніше непомічених цікавих об’єктів. Серед них був і пульсар XB091D, незалежне повідомлення про відкриття якого італійські астрономи опублікували кілька місяців тому. XB091D став другим пульсаром, виявлених за межами нашої Галактики і її найближчих супутників, хоча вже згодом з використанням нового онлайн-каталогу було виявлено ще два таких пульсара. Результати досліджень опубліковані в престижному журналі The Astrophysical Journal.

  • Самий повільний рентгенівський пульсар виявлений в одному з кульових зоряних скупчень в галактиці Андромеди
    Цей об’єкт являє собою маленьку, але дуже щільну нейтронну зірку, яка стягує речовина із зірки-компаньйона. Падаючий газ утворює гаряче і яскрава пляма на поверхні пульсара, яке створює ефект пульсацій світу на кшталт маяка, оскільки нейтронна зірка робить оборот кожні 1,2 секунди. Фото: А. Золотов

Результати першого повного аналізу подвійного рентгенівського джерела XB091D представлені в статті, яку науковий співробітник Відділу релятивістської астрофізики ДАІШ МДУ Іван Золотухін і його співавтори опублікували в престижному журналі The Astrophysical Journal.

«На датчики космічного телескопа від цього пульсара прилітає лише за фотону кожні п’ять секунд. Тому пошуки пульсарів серед великих даних XMM-Newton можна порівняти з пошуками голки в стозі сіна, — розповідає Іван Золотухін. — Фактично, для цього довелося створити абсолютно нові математичні інструменти, які дозволили передбачати і виділяти потрібний нам періодичний сигнал. Теоретично застосувань у цього методу може знайтися багато, в тому числі і за межами астрономії».

На основі в цілому 38 спостережень XMM-Newton астрономам вдалося детально охарактеризувати систему XB091D. Це рентгенівський пульсар віком близько 1 млн років, компаньйоном нейтронної зірки в якому виступає стара зірка помірних розмірів (0,8 маси Сонця). Сама подвійна система має період обертання 30,5 годин, а нейтронна зірка — 1,2 с. Вже приблизно через 50 тис. років вона прискориться достатньо, щоб перетворитися в звичайний пульсар мілісекунди.

Однак незвичайним виявилося не тільки час, який вдалося спостерігати астрономам, але і місце, в якому локалізована XB091D. Ретельно оцінивши його положення, Іван Золотухін і його колеги показали, що знаходиться XB091D в сусідній галактиці Андромеди, в 2,5 млн світлових років від нас, серед зірок надзвичайно щільного кульового скупчення B091D, де в обсязі радіусом 45 світлових років «упаковано» більше мільйона старих і тьмяних зірок. Вік самого скупчення оцінюється в 12 млрд. років, так що всі процеси, пов’язані з вибухами наднових і появою пульсарів, повинні були давно в ньому закінчитися.

«У нашій Галактиці ні в одному з півтора сотень кульових скупчень не спостерігається таких повільних рентгенівських пульсарів, — пояснює Іван Золотухін. — Це говорить про те, що ядро з надзвичайно щільним розташуванням зірок в скупченні B091D набагато більше, ніж у звичайного скупчення. А значить, ми маємо справу з більш великим і досить рідкісним об’єктом — з щільним залишком невеликої галактики, яку колись поглинула галактика Андромеди. Щільність зірок тут десь в десять мільйонів разів вища, ніж в околицях Сонця, і ця область простягається приблизно на 2,5 світлових року».

На думку вчених, саме велика область надвисокої щільності зірок в скупченні B091D дозволила нейтронної зірки близько мільйона років тому захопити компаньйонку і почати процес прискорення і «омолодження».

Дослідження XB091D було проведено спільно з астрономами Обсерваторії Кальярі (Італія), Дослідницького центру астрофізики і планетології НЦНИ (IRAP CNRS) Франції і Університету Тулузи (Франція). Часткове фінансування забезпечили гранти Російського наукового фонду. Матеріали надані прес-службою МДУ.

Источник: popmech.ru

Leave a Reply

Your email address will not be published.

РусскийУкраїнська