Радиотелескоп ASKAP отыскал загадочный радиоисточник в плоскости Млечного Пути
Астрономы в рамках радиообзора неба телескопом ASKAP обнаружили переменный источник высокополяризованного излучения, природа которого до сих пор остается загадкой. Cвойства ASKAP J173608.2-321635 не вписываются в модели звезд, нейтронных звезд или рентгеновских двойных систем, однако подходят под модель пульсара или совершенно нового класса радиотранзиентов. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.
Многие галактические источники радиоизлучения, такие как пульсары, звезды, двойные системы или магнитары, демонстрируют переменный характер излучения, например в виде гигантских радиоимпульсов или периодических радиовсплесков, которые часто связаны с экстремальными астрофизическими процессами. Чтобы регистрировать подобные события и обнаруживать ранее неизвестные объекты астрономы используют радиоинтерферометры с большим полем обзора, такие как ASKAP, а затем исследуют наиболее интересные найденные источники более детально.
Цзитенг Ван (Ziteng Wang) из Сиднейского университета вместе с другими астрономами открыл компактный переменный радиоисточник ASKAP J173608.2-321635, который наблюдался шесть раз в период с января 2020 года по сентябрь 2020 года в рамках обзора ASKAP VAST-P1 на частоте 888 мегагерц и расположен в пределах 4 градусов от центра Млечного Пути в его плоскости. В дальнейшем к его исследованиям были привлечены радиотелескопы Паркса, ATCA и MeerKAT, рентгеновские телескопы «Свифт» и «Чандра», наземные телескопы VISTA и «Джемини», кроме того, ученые использовали архивные данные наблюдений.
Новооткрытый источник выделялся рядом свойств, таких как высокая степень круговой поляризации излучения и крутой радиоспектр, высокая степень линейной поляризации излучения с сильной изменчивостью меры фарадеевского вращения, а также отсутствие наблюдаемого аналога источника в ближнем инфракрасном и рентгеновском диапазонах длин волн. Необычным было и поведение ASKAP J173608.2-321635 — вначале он наблюдался несколько недель, затем достиг максимальной яркости в радиодиапазоне, после чего исчез за один день, а затем вновь появился.
Анализ имеющихся у астрономов данных позволил исключить из возможных источников излучения звезды, обычные нейтронные звезды и рентгеновские двойные системы. Возможно ASKAP J173608.2-321635 является пульсаром или принадлежит к ранее неизвестному классу источников с крутым спектром, связанным с радиотранзиентами Галактического центра (GCRT, Galactic Center Radio Transient). Подтвердить или опровергнуть это должны более длительные наблюдения за источником, которые, возможно, приведут к открытию новых объектов.
Ранее мы рассказывали о том, как космических «орков» — загадочные структуры, видимые в радиодиапазоне — связали с эллиптическими галактиками.
Александр Войтюк
Они находятся в маломассивных рентгеновских двойных системах
Астрономы на основе наблюдений за пульсаром PSR J1023+0038 определили механизм переключения переходных миллисекундных пульсаров между режимами активности. Предполагается, что он связан с взаимодействием между пульсарным ветром и внутренней частью аккреционного диска, а также с выбросами вещества. Статья опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics. После рождения нейтронные звезды обладают очень высокой скоростью вращения, которая постепенно уменьшается со временем. Однако астрономам известны миллисекундные пульсары, представляющие собой быстровращающиеся нейтронные звезды, которые находятся в маломассивных рентгеновских двойных системах и раскручиваются до миллисекундных периодов вращения за счет аккреции вещества звезды-компаньона. Этот эволюционный путь состоит из нескольких стадий, одна из которых представлена переходными миллисекундными пульсарами — очень редкими и плохо изученными объектами. Они могут находиться в двух состояниях: радиопульсар (объект порождает импульсы радиоволн) и активный режим (нейтронная звезда ярко излучает в рентгеновском диапазоне, аккрецируя вещество из диска вокруг нее). В активном режиме ученые выделяют два состояния — высокий уровень активности, который возникает чаще всего и характеризуется пульсациями рентгеновского, ультрафиолетового и оптического излучения от пульсара, и низкий уровень активности, когда пульсаций нет. Астрофизиков очень интересует, каким образом эти режимы возникают и почему непредсказуемо меняются. Группа астрономов во главе с Марией Кристиной Бальо (Maria Cristina Baglio) из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби опубликовала результаты мультиволновых наблюдений за переходным миллисекундным пульсаром PSR J1023+0038, проведенных в июне 2021 года при помощи наземных и космических телескопов, таких как NuSTAR, XMM-Newton, «Хаббл», VLT, ALMA, VLA, NTT и FAST. PSR J1023+0038 был обнаружен в 2007 году как пульсар с периодом вращения 1,69 миллисекунды, обращающийся вокруг маломассивной звезды-компаньона (около 0,2 массы Солнца) за 4,75 часа. В 2013 году он перешел в режим высокого уровня активности, демонстрируя признаки формирования аккреционного диска. Данные наблюдений позволили астрономам построить физическую модель переключения миллисекундного пульсара между режимами активности. Во время высокого уровня активности существует ударная волна между ветром от пульсара и внутренним аккреционным потоком, где возникает большая часть рентгеновского излучения, а также рентгеновские, ультрафиолетовые и оптические пульсации. При этом самая внутренняя область усеченного, геометрически тонкого аккреционного диска, заменяется радиационно неэффективным, геометрически толстым потоком, а падающее на пульсар вещество втягивается в магнитное поле и ускоряется, образуя компактный джет из плазмы, которая выбрасывается наружу. Переход в режим низкого уровня активности инициируется дискретными выбросами вещества поверх джета вдоль оси вращения пульсара, что приводит к угасанию пульсаций. В таком состоянии пульсарный ветер все еще способен проникнуть в аккреционный диск и инициировать возникновение джета. Затем поток вещества из аккреционного диска может вновь заполнить область вблизи пульсара и он перейдет высокий режим активности. Ранее мы рассказывали о том, как ученые впервые увидели гамма-затмения пульсаров-«черных вдов» и напрямую измерили скорость собственного движения пульсара.