Гамма-излучение пульсара позволило точно измерить периодичность двойной звезды

Астрономы из Института гравитационной физики Макса Планка обнаружили долгопериодические колебания периода обращения в двойной системе, частью которой является пульсар. По словам авторов, они могут быть вызваны магнитной активностью звезды-компаньона, проявляющейся в конвективной зоне. Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal.

Авторы работы исследовали систему, в состав которой входит пульсар PSR J2339–0533 — быстровращающаяся нейтронная звезда, оставшаяся от взрыва сверхновой. Период обращения этой системы составляет 4,6 часа. Ученые собрали статистику наблюдений системы гамма-телескопом «Ферми» и отдельно проанализировали каждое событие вспышки, произошедшее с 2009 по 2015 год, вместо привычного усреднения данных. Это позволило многократно увеличить точность измерений.

Оказалось, что период обращения системы плавно меняется, возвращаясь к начальному значению спустя 4,2 года. Амплитуда колебаний невелика, порядка 3 миллисекунд, однако статистически достоверна — точность измерений достигает микросекунд. Ученые связывают эти колебания с возможной магнитной активностью звезды. Кроме того удалось точно установить массу компонентов: пульсар оказался почти в полтора раза тяжелее Солнца (1,48 M_☉), масса компаньона же составила 0,32 солнечной.

Система, исследованная авторами, была открыта в 2009 году космической гамма-обсерваторией «Ферми» в качестве источника интенсивного гамма-излучения. Однако лишь в 2014 году удалось определить, что она представляет собой двухкомпонентную систему пульсар-звезда, делающие полный оборот вокруг общего центра масс за несколько часов. Оказалось, что пульсар своим излучением испаряет вещество звезды-компаньона и формирует облако газа, которое в свою очередь не пропускает радиоволны, испускаемые им же. 

Двойные системы, содержащие пульсары, являются интересными объектами для наблюдений. Так, в аналогичной системе PSR B1259-63 астрономам удалось зафиксировать с помощью «Ферми» прохождение пульсара сквозь газопылевой диск звезды, приведшее к чрезвычайно мощному и быстрому выбросу вещества.