Астрофизики МГУ рассказали об уникальном пульсаре в галактике Андромеды

Учёные Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова опубликовали результаты исследования уникального сверхмедленного пульсара XB091D, проведенного совместно с астрономами Обсерватории Кальяри, Исследовательского центра астрофизики и планетологии НЦНИ Франции и Университета Тулузы. Эта нейтронная звезда получила пару лишь миллион лет назад, и с тех пор медленно восстанавливает свое быстрое вращение. Уникальный молодой пульсар расположен в одном из древних шаровых звездных скоплений галактики Андромеды, указывая, что в прошлом он сам был карликовой галактикой.

Массивные молодые звезды погибают, взрываясь яркими сверхновыми. При этом их внешние оболочки отбрасываются, а ядро сжимается, превращаясь обычно в компактную и сверхплотную нейтронную звезду. Сильно намагниченные, они быстро вращаются, делая сотни оборотов в секунду, однако теряют энергию вращения и замедляются, испуская узкие потоки частиц. Они создают направленное радиоизлучение, которое периодически может устремляться на Землю, создавая эффект регулярно пульсирующего источника, чаще всего миллисекундного.

«Вернуть молодость» пульсару и снова ускорить его вращение может встреча с обычной звездой. Образовав с ней устойчивую пару, нейтронная звезда начинает перетягивать её вещество, образуя вокруг себя раскаленный аккреционный диск. Ближе к самой нейтронной звезде диск разрывается магнитным полем звезды, и поток материи падает на неё, образуя «горячее пятно» — температура здесь достигает миллионы градусов, и вещество излучает свет в рентгеновском диапазоне. Вращаясь, нейтронная звезда вспыхивает рентгеновским пульсаром, а продолжающее падать на неё вещество придает ей дополнительный импульс, ускоряющий вращение. За сотню тысяч лет старый пульсар, уже замедлившийся до одного оборота за несколько секунд, может вновь раскрутиться в тысячи раз быстрее.

Самый медленный рентгеновский пульсар

© МГУ имени М.В. Ломоносова

По клику иллюстрация откроется в новом окне в максимальном разрешении

Такой редчайший момент удалось наблюдать команде астрофизиков МГУ совместно с коллегами из Италии и Франции. Изученный ими рентгеновский пульсар XB091D был открыт на самых ранних этапах «омоложения» и оказался самым медленно вращающимся из всех раскручивающихся пульсаров, известных на сегодняшний день. Полный оборот эта нейтронная звезда совершает за 1,2 секунды — в десять раз медленнее предыдущего рекордсмена. По оценкам ученых, «разгон» пульсара начался менее миллиона лет назад.

Результаты первого полного анализа двойного рентгеновского источника XB091D представлены в статье, которую научный сотрудник Отдела релятивистской астрофизики МГУ Иван Золотухин и его соавторы опубликовали в «Астрофизическом журнале».

XB091D представляет собой рентгеновский пульсар возрастом около одного миллиона лет, компаньоном нейтронной звезды в котором выступает старая звезда умеренных размеров c 0,8 массы Солнца. Сама двойная система имеет период вращения 30,5 часов, а нейтронная звезда — 1,2 секунды. Примерно через 50 тысяч лет она ускорится достаточно, чтобы превратиться в обычный миллисекундный пульсар.

Уникальный пульсар в галактике Андромеды

© МГУ имени М.В. Ломоносова

По клику инфографика откроется в новом окне в максимальном разрешении

«В нашей Галактике ни в одном из полутора сотен шаровых скоплений не наблюдается таких медленных рентгеновских пульсаров. Это говорит о том, что ядро с чрезвычайно плотным расположением звезд в скоплении B091D намного больше, чем у обычного скопления. А значит, мы имеем дело с более крупным и довольно редким объектом — с плотным остатком небольшой галактики, которую некогда поглотила галактика Андромеды. Плотность звезд здесь где-то в десять миллионов раз выше, чем в окрестностях Солнца, и область эта тянется примерно на 2,5 световых года», — объясняет Иван Золотухин.