Затмения миллисекундных пульсаров в системах из двух компактных объектов
AstroNews.ru - 11 Ноября 2021 22:56:48
Группа ученых из Национального центра радиоастрофизики Индии (National Centre for Radio Astrophysics, NCRA) во главе с Деводжоти Кансабаником (Devojyoti Kansabanik), студентом докторантуры NCRA, впервые выявила механизмы затмения миллисекундных пульсаров в системах из двух компактных объектов, используя усовершенствованный телескоп Giant Metrewave Radio Telescope (uGMRT). Затмения миллисекундных пульсаров были известны, начиная с 1980-х гг., однако точный механизм этих затмений до настоящего времени не был установлен.
Самые точные «природные часы», миллисекундные пульсары представляют собой сверхплотные мертвые звезды, которые работают, подобно небесным «маякам», посылающим импульсы радиоизлучения в сторону Земли с частотой до нескольких сотен импульсов в секунду. Демонстрирующие экстремально стабильные значения частоты вращения, миллисекундные пульсары используются в качестве лабораторий для изучения материи в экстремальных условиях. Миллисекундные пульсары часто имеют орбитальных компаньонов. В некоторых системах, включающих миллисекундные пульсары, пульсар и звезда-компаньон находятся на расстоянии, сравнимом с дистанцией между Землей и Луной и интенсивно взаимодействуют друг с другом. Высокоэнергетическое излучение со стороны пульсара может приводить к абляции и выдуванию в космос части материала звезды-компаньона. Этот диффузный материал может обусловливать затмения в радиодиапазоне при наблюдениях пульсара. Интересно отметить, что глубина затмения зависит от частоты радиоимпульса, при этом низкие радиочастоты в большей степени подвержены затмениям, по сравнению с высокими частотами радиодиапазона. Точный механизм, лежащий в основе этой зависимости, до сих пор не был установлен. Понимание механизма затмения и физических свойств таких миллисекундных «пульсаров-пауков» позволит глубже понять эволюционные процессы, протекающие в этих экзотических системах, и их конечную судьбу.
Деводжоти Кансабаник и его группа наблюдали миллисекундный пульсар-паук под названием J1544+4937 (открытый ранее при помощи телескопа GMRT в 2013 г.), используя усовершенствованную версию телескопа uGMRT. Эти уникальные высокочувствительные широкополосные радионаблюдения позволили авторам точно измерить зависимость глубины затмения от радиочастоты, особенно в переходные периоды, когда отдельное затмение только начиналось или уже заканчивалось. Использование возможностей широкополосных наблюдений при помощи телескопа uGMRT позволило без затруднений изучить затмение в диапазоне от 300 до 850 мегагерц и определить начальную частоту частотно-зависимого затмения с точностью, превышающей точность предыдущих оценок в 20 раз. Это, в свою очередь, позволило однозначно определиться в пользу одного из нескольких предполагаемых механизмов затмения, в число которых входили преломление, рассеяние и другие типы поглощения радиоизлучения пульсара материалом, извергнутым со стороны звезды-компаньона. Согласно результатам команды, характер изменения глубины затмения от радиочастоты указывает на поглощение радиоизлучения намагниченным материалом, извергнутым звездой-компаньоном.
Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal.