Астрономы опровергли связь между гигантскими и повторяющимися быстрыми радиовсплесками

В роли повторяющихся быстрых радиовсплесков не могут выступать гигантские радиовсплески, порождаемые молодыми нейтронными звездами. К такому выводу пришли астрономы, три года наблюдавшие за пульсаром в Крабовидной туманности при помощи космических и наземных телескопов. Статья опубликована в журнале Science.

Пульсары представляют собой быстровращающиеся нейтронные звезды, обладающие мощным магнитным полем, которые образуются на финальном этапе жизни массивных звезд. В области магнитных полюсов пульсара рождается радиоизлучение, а из-за вращения звезды земной наблюдатель видит периодические всплески (пульсации) излучения. Некоторые пульсары также демонстрируют всплески оптического, рентгеновского и гамма-излучения, кроме того, для небольшой доли пульсаров наблюдаются гигантские радиоимпульсы, для которых плотность потока излучения в десятки и сотни раз выше, чем в случае типичных радиоимпульсов. Подобные события представляют серьезный интерес для астрофизиков, так как не только несут информацию не только о процессах, связанных с нейтронными звездами, но и предлагались в качестве одного из возможных источников загадочных быстрых радиовсплесков на космологических расстояниях.

Группа астрономов во главе с Теруаки Эното (Teruaki Enoto) из научно-исследовательского института RIKEN в Токио опубликовала результаты наблюдений за пульсаром в Крабовидной туманности (или Крабе) при помощи рентгеновского телескопа NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer), установленном на борту МКС, в период с 2017 по 2019 год. Сама туманность является остатком сверхновой, расположенным примерно в 6500 световых годах от Солнца в созвездии Тельца, а находящийся в ней пульсар PSR B0531+21, вращающийся с частотой 30 оборотов в секунду, был первоначально обнаружен по наблюдениям за гигантскими радиоимпульсами. В ходе новой работы ученые хотели обнаружить возможное усиление рентгеновского излучения во время гигантских радиоимпульсов от пульсара в Крабе, которые фиксировались 34-метровым радиотелескопом Космического центра Кашима и 64-метровой радиотелескопом Центра дальней космической связи Усуда.

В итоге ученые зарегистрировали около 26 тысяч гигантских радиоимпульсов от пульсара в Крабе и выявили с большой статистической значимостью (5,4 сигма) усиление рентгеновского излучения на 3,8 процента от типичного уровня излучения пульсара, которое происходило во время этих событий. Это согласуется с увеличением на 3,2 процента излучения от пульсара в оптическом диапазоне во время гигантских радиоимпульсов, открытым ранее, таким образом, полная энергия, излучаемая во время гигантских радиоимпульсов, в десятки и сотни раз выше, чем считалось ранее.

Исследователи сделали еще один важный вывод, касающийся быстрых радиовсплесков. Если подобные события связаны с пульсарами и сопровождаются увеличением рентгеновского излучения, аналогичным пульсару в Крабе, то будет наблюдаться быстрое затухание потока радиоизлучения, что несовместимо с наблюдениями за такими источниками всплесков, как FRB 121102. Таким образом, полученные результаты не подтверждают ранее предлагавшуюся связь между гигантскими радиовсплесками и источниками повторяющихся быстрых радиовсплесков.

Ранее мы рассказывали о том, как впервые был зафиксирован возможный быстрый радиовсплеск от магнитара в Млечном Пути, где находится самая массивная нейтронная звезда и как сбой в работе пульсара был объяснен неоднородностью вращения внутренних слоев.

Александр Войтюк