Телескопы ESO помогают разгадать загадку пульсаров

ЧТО

Изображение: В представлении этого художника пульсар PSR J1023+0038 крадет газ у своей звезды-компаньона. Этот газ накапливается в диске вокруг пульсара, медленно падает к нему и в конечном итоге выбрасывается узкой струей. Кроме того, от пульсара дует ветер частиц, представленный здесь облаком очень маленьких точек. Этот ветер сталкивается с падающим газом, нагревая его и заставляя систему ярко светиться в рентгеновских, ультрафиолетовых и видимых лучах. В конце концов, капли этого горячего газа выбрасываются вдоль струи, и пульсар возвращается в исходное, более слабое состояние, повторяя цикл. Было замечено, что этот пульсар постоянно переключается между этими двумя состояниями каждые несколько секунд или минут.посмотреть больше

Фото: ESO/M. Корнмессер

Благодаря замечательной наблюдательной кампании, в которой участвовало 12 телескопов как на земле, так и в космосе, включая три объекта Европейской южной обсерватории (ESO), астрономы обнаружили странное поведение пульсара, сверхбыстро вращающейся мертвой звезды. Известно, что этот загадочный объект почти постоянно переключается между двумя режимами яркости, что до сих пор оставалось загадкой. Но теперь астрономы обнаружили, что за странные переключения ответственны внезапные выбросы вещества из пульсара за очень короткие периоды времени.

«Мы стали свидетелями необычайных космических событий, когда огромные количества материи, похожие на космические ядра, были запущены в космос за очень короткий промежуток времени в десятки секунд из небольшого плотного небесного объекта, вращающегося с невероятно высокими скоростями», — говорит Мария Кристина Бальо. , исследователь из Нью-Йоркского университета Абу-Даби, связанного с Итальянским национальным институтом астрофизики (INAF), и ведущий автор статьи, опубликованной сегодня в журнале Astronomy & Astrophysicals.

Пульсар — это быстро вращающаяся магнитная мертвая звезда, испускающая в космос луч электромагнитного излучения. Вращаясь, этот луч проносится по космосу — подобно лучу маяка, сканирующему окрестности — и обнаруживается астрономами, когда он пересекает луч зрения на Землю. Из-за этого кажется, что звезда пульсирует по яркости, если смотреть с нашей планеты.

PSR J1023+0038, или сокращенно J1023, представляет собой особый тип пульсара с причудливым поведением. Расположенная на расстоянии около 4500 световых лет в созвездии Секстанса, она вращается вокруг другой звезды. Последнее десятилетие пульсар активно оттягивает от этого компаньона вещество, которое скапливается в диске вокруг пульсара и медленно падает к нему.

С тех пор как начался этот процесс накопления вещества, широкий луч практически исчез, и пульсар начал непрерывно переключаться между двумя режимами. В «высоком» режиме пульсар излучает яркие рентгеновские лучи, ультрафиолетовый и видимый свет, а в «низком» режиме на этих частотах он более тусклый и излучает больше радиоволн. Пульсар может находиться в каждом режиме несколько секунд или минут, а затем переходить в другой режим всего за несколько секунд. Это переключение до сих пор озадачивало астрономов.

«В нашей беспрецедентной наблюдательной кампании, направленной на понимание поведения этого пульсара, была задействована дюжина новейших наземных и космических телескопов», — говорит Франческо Коти Зелати, исследователь Института космических наук в Барселоне, Испания, и соавтор исследования. бумага. Кампания включала в себя Очень Большой Телескоп ESO (VLT) и Телескоп Новой Технологии ESO (NTT), который обнаружил видимый и ближний инфракрасный свет, а также Атакамскую Большую Миллиметровую/Субмиллиметровую Решетку (ALMA), партнером которой является ESO. За две ночи в июне 2021 года они наблюдали, как система совершила более 280 переключений между высоким и низким режимами.

«Мы обнаружили, что переключение режимов происходит из-за сложного взаимодействия между пульсарным ветром, потоком высокоэнергетических частиц, уносящихся от пульсара, и веществом, текущим к пульсару», — говорит Коти Зелати, который также связан с INAF.

В низком режиме материя, текущая к пульсару, выбрасывается узкой струей, перпендикулярной диску. Постепенно эта материя скапливается все ближе и ближе к пульсару и при этом на нее обрушивается ветер, дующий от пульсирующей звезды, вызывая нагревание материи. Сейчас система находится в высоком режиме, ярко светясь в рентгеновском, ультрафиолетовом и видимом свете. В конце концов, капли этой горячей материи удаляются пульсаром через струю. Чем меньше горячей материи в диске, тем ярче система светится и снова переключается в низкий режим.