Відкрито новий клас нейтронних зірок

Навчання 02 серпня 2022 Перегляди: 72

На малюнку показана діаграма «період — похідна періоду» (в даному випадку похідна — це темп уповільнення обертання пульсара навколо своєї осі). Чорними точками позначені радіопульсари. Штрихові сині лінії відповідають значенням магнітного поля пульсарів, рівним 10¹³ і 10¹⁴ Гаусс. Фіолетові лінії відповідають вікам пульсарів (10³, 10⁵ і 10⁷ років). Блакитними і помаранчевими квадратиками відзначені магнітари (джерела м’яких повторюваних гамма-сплесків і аномальні рентгенівські пульсари). Чотири нових джерела, для яких вдалося оцінити похідну періоду, відзначені зеленими зірками. Решта шість, для яких визначено лише період, позначено внизу діаграми блакитними гуртками. (Низька якість малюнка пов’язана з тим, що результат ще не опублікований і немає офіційних прес-релізів. Все, чим я володію, — це PDF-файл доповіді в Амстердамі, люб’язно надісланий мені професором Лайном.)

Інтернаціональній групі радіоастрономів з Великобританії, Австралії, США, Канади, Італії, очевидно, вдалося виявити новий клас нейтронних зірок. Про це на недавній конференції в Амстердамі розповів професор факультету фізики та астрономії Манчестерського університету Ендрю Лайн (Andrew Lyne). Статтю надіслано до журналу Nature.

В ході Парксівського багатопучкового огляду (Parkes Multibeam Survey), призначеного для пошуку нових радіопульсарів, було виявлено 11 транзієнтних (тобто що проявляють спорадичну активність) радіоджерел. Все це далекі об’єкти, що знаходяться від нас на відстані близько 10 кілопарсек. Лежать вони в основному в напрямку на внутрішню область Галактики (зауважу, що це зовсім не означає, що вони знаходяться в безпосередній близькості від галактичного центру).

Принципова новизна полягає в тому, що, по-перше, раніше такий тип активності нейтронних зірок ніколи не спостерігався, по-друге, відкриті об’єкти не проявляють відомі типи активності, в третіх, виявлений клас нейтронних зірок, судячи з усього, дуже численний.

Остання обставина, на мій погляд, особливо важлива. Справа в тому, що в останні десять років радіопульсари стрімко втрачають статус «найтиповіших молодих нейтронних зірок». Молоді нейтронні зірки утворюють дуже неоднорідну популяцію. Це і радіопульсари, і магнітари (джерела м’яких повторюваних гамма-сплесків і аномальні рентгенівські пульсари), і «Чудова сімка», і неототожнені джерела, виявлені гамма-детектором EGRET, і компактні джерела в залишках наднових….

Загалом, все зовсім не так однозначно, як думали раніше. І відкриття Лайна і співавторів — нове і сильне тому підтвердження. Будемо сподіватися, що астрономи змогли знайти важливий елемент, який допоможе скласти пазл нейтронних зірок. Крім того, як буде видно нижче, нейтронні зірки, відкриті як радіотранзієнти, можуть бути родичами магнітарів і близьких радіотихих нейтронних зірок — так що новий клас, ймовірно, допоможе зв’язати між собою дві вже відомі групи компактних об’єктів. Про це говорять виявлені періоди обертання.

Прямий пошук (методом швидкого фур’я-перетворення) не виявив періодів світності, але застосування більш складної методики допомогло виявити характерні періоди для 10 з 11 джерел. Це періоди обертання нейтронних зірок навколо своєї осі. Вони виявилися близько декількох секунд (від 0,4 до 7 секунд із середнім 3,1; див. малюнок), що ріднить відкриті об’єкти з магнітарами і «Чудовою сімкою». За оцінкою авторів, повне число таких об’єктів досить велике (близько 400 000), а їх вік становить від сотень тисяч до декількох мільйонів років. Це, швидше за все, аналоги нейтронних зірок, що становлять «Чудову сімку», т. к. темп народження магнітарів повинен бути дещо меншим. Оцінки магнітного поля нововідкритих нейтронних зірок вказують на великі, але не магнітарні значення (хоча тут ще можливі уточнення).

На жаль, пошукати аналогічні джерела поблизу нас важко. Тут ми стикаємося з рідкісною ситуацією, коли простіше виявити далекі об’єкти. Пов’язано це з тим, що близькі джерела дуже важко виділяти на тлі земних перешкод. Сигнали далеких пульсарів, що випускаються на різних частотах, встигають розпливтися (як кажуть, набирається велика міра дисперсії), а для близьких такий ефект не спостерігається через вкрай малу щільність міжзоряної речовини.

Адже такі нейтронні зірки повинні бути і навколо нас! Тим більше, що ми живемо в районі Галактики, де в даний час спостерігається надлишок масивних зірок, а отже, має бути багато і їх залишків — молодих нейтронних зірок.

Щоправда, пущинські радіоастрономи (Малофєєв та ін.) повідомляли про реєстрацію радіовипромінювання від одного з об’єктів «Чудової сімки». Так що є надія і на виявлення радіовипромінювання від близьких нейтронних зірок, несхожих на «нормальні» радіопульсари.

Нове відкриття ще раз показує, що нейтронні зірки здатні піднести нам чимало сюрпризів. Природа транзієнтності виявлених 11 джерел поки залишається неясною. Ці сплески активності не схожі ні на гігантські імпульси радіопульсарів, ні на інші відомі форми активності нейтронних зірок у радіодієстоні.

Будемо чекати нових результатів і від спостерігачів, і від теоретиків.

Сергій Попов