Астрономы обнаружили 10 новых миллисекундных пульсаров в шаровом скоплении Терзан 5

Интегрированные профили импульсов всех недавно открытых пульсаров в Терзане 5. Эти графики получены после суммирования отдельных профилей из разных эпох и выравнивания профилей относительно эталонного профиля шаблона. Автор: Padmanabh et al., 2024.

С помощью радиотелескопа MeerKAT международная группа астрономов обнаружила 10 новых миллисекундных пульсаров в галактическом шаровом скоплении, известном как Терзан 5. Об этом открытии, которое делает Терзан 5 самым богатым на пульсары шаровым скоплением, сообщалось в исследовательской статье, опубликованной 26 марта на сервере arXiv.

Пульсары — это сильно намагниченные вращающиеся нейтронные звезды, испускающие луч электромагнитного излучения. Наиболее быстро вращающиеся пульсары с периодом вращения менее 30 миллисекунд известны как миллисекундные пульсары (MSP). Астрономы предполагают, что они образуются в двойных системах, когда изначально более массивный компонент превращается в нейтронную звезду, которая затем раскручивается за счет аккреции вещества вторичной звезды.

Обнаруженное в 1968 году Терзан 5 представляет собой шаровое скопление (ШС), расположенное в выпуклости Млечного Пути, примерно в 18 800 световых годах от нас. Его радиус составляет 2,7 световых лет, масса около 2 миллионов солнечных масс, а возраст оценивается в 12 миллиардов лет. Учитывая, что Терзан 5 известен уже несколько десятилетий, это один из наиболее широко изученных ШС, а предыдущие наблюдения показали, что он содержит многочисленную популяцию пульсаров, включая MSP.

Присутствие многих пульсаров в Терзане 5 все еще может быть не раскрыто, и, по оценкам, это скопление может содержать даже 200 таких объектов. Поэтому группа астрономов под руководством Праджвала Падманаба из Института гравитационной физики Макса Планка в Ганновере, Германия, наблюдала Терзан 5 с помощью радиотелескопа MeerKAT с использованием приемника L-диапазона (856–1712 МГц) в надежде идентифицировать новые пульсары в этом кластере.

В результате команда Падманаба обнаружила 10 новых MSP, девять из которых оказались двоичными системами. После открытия Терзан 5 теперь содержит 49 пульсаров, что на данный момент является самым большим числом для любого известного шарового скопления.

Вновь обнаруженные MSP имеют периоды вращения от 1,25 до 4,54 миллисекунды, а их показатели дисперсии схожи – в диапазоне 235,44–239,46 пк/см ³. Астрономам удалось определить характерный возраст пяти из недавно обнаруженных пульсаров, который обычно составляет от 1,3 до 3,18 миллиардов лет.

Исследователи подчеркнули, что единственный изолированный пульсар в образце, обозначенный Ter5as, имеет период вращения 2,32 миллисекунды, и многие его параметры до сих пор остаются неизвестными. Четыре пульсара в выборке, а именно Ter5au, Ter5ap, Ter5av и Ter5ax, вероятно, имеют спутников-белых карликов с минимальными массами в диапазоне 0,07–0,28 солнечных масс.

Авторы статьи отметили, что один из недавно обнаруженных MSP, получивший обозначение Ter5ao, представляет собой эксцентричный пульсар с широкой орбитой с большой минимальной массой-компаньоном, составляющей примерно 0,69 солнечных масс, и быстрым периодом вращения. Эти результаты позволяют предположить, что это может быть редкая система двойной нейтронной звезды (DNS).