Астрономы обнаружили пять пульсаров-«пауков»

Астрономы обнаружили среди восьми миллисекундных пульсаров пять «пауков»: у каждого из них есть маломассивные компаньоны, постепенно разрушающиеся под действием пульсарного ветра. Три пульсара отнесли к «черным вдовам», один — к «австралийским вдовам», а еще у одного обнаружили характерные для обоих классов «пауков» свойства. Новое исследование позволяет лучше изучить свойства подобных объектов, а также понять, как их искать в будущем, сообщается в статье, принятой к публикации в Astrophysical Journal.

При достаточной массе звезда в конце жизненного цикла может превратиться в нейтронную звезду — компактный объект с мощным магнитным полем, который преимущественно состоит из нейтронов. Масса подобных небесных тел сравнима с массой Солнца, но их радиус намного меньше — в среднем около 10-20 километров. В молодости нейтронные звезды быстро вращаются вокруг своей оси и могут генерировать узкие потоки радио-, оптического, рентгеновского и гамма-излучения в области магнитных полюсов. Если их магнитные полюса не совпадают с осью вращения, излучение приходит на Землю в виде строго периодических всплесков, или импульсов, — и тогда их называют пульсарами.

Период вращения миллисекундных пульсаров составляет от одной до десяти миллисекунд, но то, как именно они достигают такой скорости вращения, до конца неизвестно. Согласно наиболее популярной версии, такие объекты начинают свою жизнь как пульсары с небольшими периодами вращения, но затем постепенно раскручиваются путем аккреции окружающей материи. Однако чтобы лучше понять физику этого процесса, необходимо больше исследований.

Международная группа астрономов под руководством Джулии Денева (Julia Deneva) из Университета Джорджа Мейсона в Фэрфаксе провела наблюдения восьми миллисекундных пульсаров в обсерватории Аресибо. Пять из них оказались «пауками»: у них есть маломассивные компаньоны, которые находятся так близко к нейтронной звезде, что пульсарный ветер (поток заряженных частиц, разогнанных до околосветовых скоростей магнитным полем быстро вращающегося пульсара) буквально сдувает вещество с поверхности своего соседа, постепенно разрушая его. Во всех случаях у компаньона наблюдался короткий орбитальный период: они совершали один оборот вокруг общего центра масс менее чем за 8,1 часа.

Из пяти пульсаров три оказались «черными вдовами» с компаньонами массой 0,02−0,03 массы Солнца. У них наблюдались радиозатмения, длящиеся от 10 до 40 процентов от их орбитального периода. Один пульсар оказался «австралийской вдовой»: масса его компаньона была больше, около 0,3 солнечной, а поток радиоизлучения перекрывался соседом уже примерно половину времени, что типично для таких объектов. И, наконец, еще один пульсар находился посередине между двумя классами: у него наблюдались схожие с «австралийскими вдовами» затмения, но масса компаньона в этой системе составила 0,055 солнечной, что слишком много для «черных вдов» и слишком мало для «австралийских вдов».

Последний открытый учеными пульсар может представлять новый класс «пауков». Однако чтобы говорить об этом с уверенностью, необходимо найти больше подобных объектов.

В 2017 году астрономы открыли первый оптический миллисекундный пульсар, который удален от Земли на 4,5 тысячи световых лет.

Кристина Уласович