Астрономам впервые попался надежный кандидат в белый карлик-пульсар

Астрономы обнаружили первого надежного кандидата в белый карлик-пульсар — им стал источник периодического низкочастотного излучения GLEAM-X J162759.5−523504.3. Ранее он считался медленно вращающимся магнитаром, однако расчеты показывают, что белый карлик позволяет объяснить свойства источника, не нарушая физических законов. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org.

Термин «пульсар» первоначально относился к периодическому когерентному радиоизлучению от быстро вращающихся нейтронных звезд, обладающих сильными магнитными полями, которое для земного наблюдателя выглядит как регулярное мерцание источника излучения. Однако в дальнейшем выяснилось, что некоторые из пульсаров порождают периодическое некогерентное излучение в оптическом, рентгеновском и гамма-диапазонах электромагнитных волн, что привело к расширению понятия пульсара. 

С первых дней пульсарной астрономии высказывались предположения о том, что вращающийся замагниченный белый карлик может проявлять активность, подобную пульсару. На сегодняшний день известен только один кандидат в белые карлики-пульсары — им стала AR Скорпиона, представляющая собой двойную систему из белого и красного карликов, расположенных на расстоянии 380 световых лет от Солнца. От системы регистрируется периодическое некогерентное излучение в оптическом и радиодиапазонах.

Джонатан Кац (Jonathan Katz) из Вашингтонского университета сообщил о том, что обнаружил кандидата на роль первого настоящего белого карлика-пульсара — им стал периодический радиотранзиент GLEAM-X J162759.5−523504.3, открытый в 2020 году при помощи радиотелескопа MWA (Murchison Widefield Array). На момент открытия астрономы посчитали, что имеют дело с магнитаром со сверхдлинным периодом вращения, однако была и альтернативная идея — белый карлик, порождающий радиоимпульсы в ходе своего вращения.

Период пульсаций транзиента составляет 18,18 минут, а его импульсы представляют собой низкочастотное (72–215 мегагерц) когерентное излучение. У него нет компаньона, с которым объект мог бы взаимодействовать, однако его период пульсаций в сотни раз больше, чем у любого из классических пульсаров. Кроме того, если GLEAM-X J162759.5−523504.3 действительно классическая нейтронная звезда, то она расходует собственную энергию вращения на излучение. В этом случае ее средняя мощность излучения превышает верхний предел мощности ее замедления более чем на порядок. Это физически невозможно для классического пульсара, который теряет не более одного процента энергии вращения в виде когерентного радиоизлучения.

Однако ситуация меняется, если рассматривать белый карлик, обладающий моментом инерции на пять порядков больше, чем у нейтронных звезд. В этом случае потери энергии вращения на излучение становятся достаточными для объяснения наблюдаемых свойств GLEAM-X J162759.5−523504.3, а само излучение рождается внутри магнитосферы белого карлика. Если объект будет доступен для будущих оптических наблюдений, то можно определить его магнитное поле спектроскопическими или поляриметрическими методами и подтвердить или опровергнуть статус кандидата.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы определили механизм затмений радиоизлучения пульсаров-«черных вдов».

Александр Войтюк