Редкий пульсар испустил 114 гигантских импульсов за час
Международная группа астрономов зафиксировала ранее невиданную активность у экстремально редкого типа нейтронных звезд. В ходе масштабных наблюдений за переходным миллисекундным пульсаром PSR J1227-4853 исследователи зарегистрировали сотни ультракоротких и сверхмощных гигантских импульсов. Это первое подобное открытие для объектов этого класса, и оно неожиданно указало на возможную связь с одной из главных тайн современной астрофизики — повторяющимися быстрыми радиовсплесками. Исследование вышло в Astrophysical Journal.
Пульсары представляют собой сверхплотные намагниченные нейтронные звезды, вращающиеся с колоссальной скоростью. Те из них, чей период оборота составляет менее 30 миллисекунд, называют миллисекундными пульсарами. Среди них существует особый переходный подкласс, способный переключаться между двумя режимами: аккреционным состоянием в маломассивной двойной рентгеновской системе и состоянием радиопульсара.
Это значит, что нейтронная звезда может работать в двух разных режимах:
- Аккреционный режим. Пульсар перетягивает вещество у соседней обычной звезды. Газ падает на него, сильно нагревается и испускает рентгеновское излучение.
- Режим радиопульсара. Поток вещества почти прекращается. Нейтронная звезда начинает посылать в космос регулярные радиосигналы, подобно вращающемуся маяку.
Проще говоря, такой пульсар способен переключаться между режимами «поглощает вещество соседней звезды» и «излучает радиосигналы». Именно поэтому его называют переходным. До настоящего момента ученым было известно лишь три таких подтвержденных объекта во всей Вселенной.
Сверхбыстрое вращение и экстремальная физика
Объектом детального исследования стал пульсар PSR J1227-4853, открытый в 2014 году с помощью индийского радиотелескопа GMRT. Эта нейтронная звезда совершает полный оборот вокруг своей оси всего за 1,69 миллисекунды.
Астрофизиков привлекла аномальная напряженность магнитного поля на так называемом световом цилиндре звезды — условной границе, где вращающаяся плазма должна двигаться со скоростью света. Кроме того, объект демонстрировал высокий темп потери вращательной кинетической энергии.
Подобные экстремальные условия связывают с возникновением гигантских импульсов — ярчайших радиовспышек, которые могут превышать стандартное излучение пульсара в десять тысяч раз. До сих пор этот феномен наблюдался лишь у 19 пульсаров, и ни один из них не являлся переходным.
Вспышки длительностью в доли микросекунды
Ученые объединили два массива данных телескопа GMRT общей длительностью 174 часа. Тщательно отсеяв земные радиопомехи, авторы подтвердили 235 истинных гигантских импульсов, причем длительность самых коротких составила рекордные 1,28 миллионных долей секунды. Вспышки исходили строго из двух локализованных горячих точек в магнитосфере, что исключает их случайную природу.
6 декабря 2020 года активность пульсара резко возросла: ученые зафиксировали 114 гигантских вспышек всего за час.
Статистический характер всплесков активности с частотой более 100 импульсов в час оказался удивительно похож на поведение загадочных внегалактических повторяющихся быстрых радиовсплесков (FRB).
По мнению авторов работы, это сходство свидетельствует о наличии общих физических процессов и открывает перспективы для разгадки природы FRB через наблюдение за компактными двойными системами в нашей Галактике.