Астрономы обнаружили радиосигналы, исходящие от редкого пульсара «Голубой глаз»

Фото из открытых источников

Безмолвные нейтронные звезды в центрах мест взрывов сверхновых, возможно, тихо шепчут, о чем свидетельствует первое обнаружение слабого радиоизлучения от одного из таких объектов. Это открытие повышает вероятность того, что в нашей галактике может быть гораздо больше пульсаров, чем мы думали. Об обнаружении радиоволн от пульсара «Голубой глаз» астрономы сообщили в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.

Когда массивная звезда взрывается как сверхновая, разрушительные последствия приводят к коллапсу ядра звезды под действием собственной гравитации, в результате чего образуется либо нейтронная звезда, либо черная дыра. При образовании нейтронная звезда вращается, и её магнитное поле обычно достаточно мощное, чтобы взбалтывать заряженные частицы и уносить их потоком, движущимся со скоростью, близкой к скорости света. Этот поток излучает радиоволны, и по мере вращения нейтронной звезды мы видим вспышки этого радиопотока в нашем направлении. Это создает впечатление пульсации нейтронной звезды, поэтому мы называем её пульсаром.

Удивительно, но не все нейтронные звезды в центре остатков сверхновых являются пульсарами. Около дюжины обнаруженных к настоящему времени были абсолютно неактивны в радиодиапазоне, и астрономы называют эти неактивные нейтронные звезды «центральными компактными объектами», или ЦКО. Одно из возможных объяснений существования ЦКО заключается в том, что их магнитные поля слишком слабы, чтобы производить обнаруживаемые радиоджеты. В течение десятилетий астрономы настраивались на их излучение, обнаруживая лишь радиомолчание — до настоящего времени.

Группа исследователей под руководством Чжан Лэя из Национальных астрономических обсерваторий Китайской академии наук настроилась на один из конкретных кратеров CCO, названный 1E 1207.4-5209, с помощью радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке. Они обнаружили, что CCO всё-таки пульсирует радиоволнами, но очень слабо, с интервалом в 424 миллисекунды. Это соответствует известному периоду вращения пульсара — он словно вращается вокруг своей оси.

Пульсар 1E 1207.4-5209, обнаруженный в центре сверхновой, находящейся в 10 000 световых годах от нас в нашей галактике Млечный Путь, получил прозвище пульсар «Голубой глаз» от Ли Ди, профессора астрономии из Университета Цинхуа в Китае. Его название обусловлено тем, что при сочетании слабого радиоизлучения с рентгеновскими изображениями, показывающими яркое свечение нейтронной звезды, он выглядит как голубой глаз.

Пульсар «Голубой глаз» имеет интригующую историю. Сверхновая, образовавшая его, взорвалась более 4100 лет назад. В 2015 году рентгеновские наблюдения показали, что пульсар пережил «сбой вращения», то есть небольшое увеличение вращения нейтронной звезды, вероятно, вызванное каким-то нарушением или смещением вещества внутри плотной недр нейтронной звезды.

Команда Лея предполагает, что этот сбой либо усилил, либо переориентировал, либо и то, и другое, магнитное поле пульсара «Голубой глаз» в достаточной степени, чтобы вызвать радиоизлучение или, по крайней мере, сделать обнаруживаемыми слабые радиоволны, которые уже присутствовали.

После сбоя скорость вращения нейтронной звезды постепенно замедляется до исходного уровня, после чего можно ожидать, что радиоизлучение пульсара «Голубой глаз» снова прекратится. Команда Лея предполагает, что дальнейшее наблюдение за пульсаром «Голубой глаз» может ответить на этот вопрос.

Если команда Лея согласна с этим ответом, то это может означать, что в галактике существует большая популяция очень слабых пульсаров, которые остаются незамеченными. Старые пульсары, которые сохраняются в галактике еще долго после того, как рассеялся остаток сверхновой, в которой они родились, также являются довольно тихими радиоизлучателями, поскольку со временем замедляют скорость вращения. Однако возможно, что мы ошибочно определили некоторые из этих пульсаров как старые, хотя на самом деле они могут быть относительно молодыми, но слабо излучающими радиоволны.

Полученные результаты также могут объяснить, почему в некоторых остатках сверхновых, по-видимому, отсутствуют пульсары. Ключевую роль в этом играет расширяющееся облако обломков, образовавшееся в результате взрыва сверхновой 1987A в Большом Магеллановом Облаке. Хотя астрономы на основании косвенных доказательств почти уверены в наличии нейтронной звезды в центре остатка, радиоизлучение пульсаров пока не обнаружено.