Исследование: причудливый пульсар переключается между двумя режимами яркости, поскольку поглощает соседнюю звезду
Пульсары — маяки Вселенной. Эти вращающиеся мертвые звезды испускают со своих полюсов двойные струи радиации, обычно с предсказуемым ритмом. Но иногда пульсары ведут себя странно, и один именно пульсар заставляет астрономов ломать голову уже много лет. Он называется PSR J1023+0038, и десять лет назад он отключил свои струи и начал колебаться между двумя уровнями яркости по непредсказуемой схеме. Теперь учёные думают, что понимают почему: он занят поеданием соседней звезды.
Когда звезда-сверхгигант приближается к концу своей жизни, она взорвется и коллапсирует в черную дыру, если у нее достаточно массы, или в нейтронную звезду, если нет. Нейтронные звезды — это оставшиеся сверхплотные ядра старой звезды. Зачастую они вращаются очень быстро, и некоторые из них становятся пульсарами. PSR J1023+0038 начал свою жизнь именно так, а когда его обнаружили в 2007 году, он вел себя как обычный пульсар.
Но в 2013 году что-то изменилось. Радиоимпульсы – свидетельство двойного луча маяка – прекратились. Это был внезапный взрыв энергии на нескольких длинах волн: гамма-лучи и рентгеновские лучи увеличились в пять раз, а в видимом свете звезда стала ярче на 1-2 звездные величины. Астрономы также обнаружили, что она, по-видимому, сформировала аккреционный диск: горячую вращающуюся массу материала, окружающую звезду.
Возможно, самое странное то, что звезда начала чередовать две интенсивности рентгеновского излучения: высокую и низкую, и с тех пор это продолжалось в течение всего десятилетия. Пульсар проводит около 70% своего времени в высоком режиме, остальную часть — в низком и переключается между ними каждые несколько секунд или минут по непредсказуемому графику.
Недавно астрономы разработали амбициозный план, чтобы выяснить, что происходит.
«В нашей беспрецедентной наблюдательной кампании, направленной на понимание поведения этого пульсара, была задействована дюжина новейших наземных и космических телескопов», — говорит Франческо Коти Зелати из Института космических наук в Барселоне.
Эти телескопы охватывали весь спектр электромагнитных волн, и с их помощью астрономы смогли собрать воедино то, что происходит.
Вот что они нашли. Аккреционный диск состоит из вещества, вытянутого из соседней с пульсаром звезды. Эта материя, приближаясь к пульсару и начиная накапливаться, нагревается солнечным ветром. Материя начинает светиться в рентгеновских, ультрафиолетовых и видимых лучах, а горячий светящийся материал — это то, что астрономы называют «высоким режимом» пульсара. В конце концов, однако, происходит процесс, в результате которого вещество выбрасывается при высоких энергиях, уходя перпендикулярно аккреционному диску в направлении струй пульсара.
«Огромные количества материи, подобные космическим пушечным ядрам, выбрасываются в космос за очень короткий промежуток времени в десятки секунд», — говорит Мария Кристина Бальо из Нью-Йоркского университета Абу-Даби и Итальянского национального института астрофизики.
Это сильное изгнание приводит к тому, что пульсар возвращается в свой «низкий режим», удаляя нагретый материал из своей окрестности. Затем цикл повторяется.
Благодаря невероятным совместным усилиям астрономов всего мира с использованием лучших инструментов, которые может предложить человечество, загадка PSR J1023+0038 была раскрыта.
Уроки, извлеченные из этого странного пульсара, позволили нам больше узнать о физике аккреции, и теперь эти знания можно применить при изучении других необъяснимых переменных явлений, включая аккреционные диски некоторых черных дыр.
Обсудим?
Смотрите также:
