Сверхдолгопериодический радиоисточник объяснили магнитаром с тремя режимами излучения

Наземные радиотелескопы отыскали в Млечном Пути новый сверхдолгопериодический источник радиоизлучения, демонстрирующий три режима излучения. Его свойства могут быть объяснены моделью замагниченной нейтронной звезды, при этом модель замагниченного белого карлика подходит гораздо хуже. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.

К настоящему моменту известно три источника когерентного поляризованного долгопериодического радиоизлучения, чьи импульсы излучения обладают длительностью от нескольких десятков секунд до нескольких десятков минут. Объяснить такие объекты в рамках классических пульсаров трудно, так как для последних существует «долина смерти», где рождение электрон-позитронных пар в магнитосфере уже не происходит из-за малой скорости вращения (вследствие старого возраста) или слабого магнитного поля, а нейтронная звезда не производит радиоимпульсов. Альтернативными идеями выступают замагниченные белые карлики или нейтронные звезды (магнитары), причем как одиночные, так и входящие в двойные системы.

Группа астрономов во главе с Манишей Калеб (Manisha Caleb) из Сиднейского университета сообщила о том, что в октябре 2022 года во время наблюдений за гамма-всплеском GRB 221009A с помощью наземного радиотелескопа ASKAP случайно обнаружила сверхдолгопериодический радиотранзиент ASKAP J1935+2148. В дальнейшем импульсы от этого источника нашлись и в архивных данных наблюдений ASKAP. Кроме того, за ним наблюдал наземный телескоп MeerKAT. Дополнительно ученые анализировали данные наблюдений телескопа Swift, «Чандра» и VLT.

Периодичность импульсов ASKAP J1935+2148 составляет 53,8 минуты. Он демонстрирует три различных режима излучения: яркие импульсы с большой линейной поляризацией, которые длятся десятки секунд; слабые импульсы с большой круговой поляризацией, которые длятся сотни миллисекунд; режим покоя. Источник находится на краю остатка сверхновой SNR G57.2+0.8, в центре которого находится знаменитый магнитар SGR 1935+2154, породивший первый галактический быстрый радиовсплеск.

Свойства ASKAP J1935+2148 помещают его в «долину смерти» для радиопульсаров. Они могли бы быть объяснены замагниченным белым карликом, однако модель одиночного карлика обладает ограничениями по величине магнитного поля, а модели катаклизмической двойной системы не хватает светимости. Поэтому ученые больше склоняются к модели магнитара с магнитным полем на уровне 10¹⁶ гауссов, хотя до конца неясно, почему он все еще обладает столь мощным полем. В этом случае источником энергии, расходуемой на излучение, становится магнитное поле. Наличие же нескольких режимов излучения объясняется через взаимодействие магнитных полей и плазменных потоков внутри магнитосферы, а нестабильности в магнитосфере могут вызывать переключения режимов излучения.

Ранее ученые нашли медленный радиопульсар из «долины смерти», порождающий семь типов импульсов.