Большинство коллапсирующих звезд полностью вращаются за секунды: на это уходит почти час

Художественное изображение радиотелескопа ASKAP CSIRO с двумя версиями загадочного небесного объекта: нейтронной звезды или белого карлика? Автор: Carl Knox/OzGrav

Австралийские ученые из Сиднейского университета и национального научного агентства Австралии CSIRO обнаружили, вероятно, нейтронную звезду, вращающуюся медленнее, чем любая другая когда-либо измеренная.

Ведущий автор доктор Маниша Калеб из Института астрономии Сиднейского университета сказала: «Очень необычно обнаружить кандидата в нейтронную звезду, излучающего радиопульсации таким образом. Тот факт, что сигнал повторяется с такой неторопливой скоростью, является экстраординарным».

Эта необычная нейтронная звезда излучает радиосвет со скоростью, слишком низкой, чтобы соответствовать современным описаниям поведения радионейтронной звезды. Это дает новое понимание сложных жизненных циклов звездных объектов.

В конце своей жизни крупные звезды, масса которых примерно в 10 раз превышает массу Солнца, израсходуют все свое топливо и взрываются впечатляющим взрывом, который мы называем сверхновой. Остается лишь звездный остаток, настолько плотный, что масса нашего Солнца в 1,4 раза упакована в шар диаметром всего 20 километров.

Материя настолько плотна, что отрицательно заряженные электроны дробятся на положительно заряженные протоны, и остается объект, состоящий из триллионов нейтрально заряженных частиц. Рождается нейтронная звезда.

Учитывая экстремальную физику коллапса этих звезд, нейтронные звезды обычно вращаются с умопомрачительной скоростью: для полного вращения вокруг своей оси требуются всего секунды или даже доли секунды.

Открытие было сделано с помощью радиотелескопа ASKAP CSIRO в стране Ваджарри Ямаджи в Западной Австралии.

Радиотелескоп АСКАП может видеть большую часть неба одновременно, а это значит, что он может захватывать то, что исследователи даже не ищут. Ученый CSIRO доктор Эмиль Ленц, соавтор статьи, сказал, что они бы не нашли этот странный объект, если бы не уникальный дизайн ASKAP.

«Мы одновременно отслеживали источник гамма-лучей и искали быстрый радиовсплеск, когда я заметил этот объект, медленно вспыхивающий в данных. Три совершенно разные вещи в одном поле зрения», — сказал он. «ASKAP — один из лучших телескопов в мире для такого рода исследований, поскольку он постоянно сканирует большую часть неба, что позволяет нам обнаруживать любые аномалии».

Происхождение столь долгопериодического сигнала остается глубокой загадкой, хотя главными подозреваемыми являются два типа звезд — белые карлики и нейтронные звезды.

«Что интригует, так это то, как этот объект демонстрирует три различных состояния излучения, каждое из которых имеет свойства, совершенно отличные от других. Радиотелескоп MeerKAT в Южной Африке сыграл решающую роль в различении этих состояний. точке на небе, мы бы не поверили, что это один и тот же объект, излучающий разные сигналы», — сказал доктор Калеб.

Хотя изолированный белый карлик с чрезвычайно сильным магнитным полем мог бы производить наблюдаемый сигнал, удивительно, что близлежащие изолированные белые карлики с сильным магнитным полем никогда не были обнаружены. И наоборот, нейтронная звезда с экстремальными магнитными полями может весьма элегантно объяснить наблюдаемое излучение.

Хотя вероятным объяснением является медленно вращающаяся нейтронная звезда, исследователи заявили, что не могут исключить, что объект является частью двойной системы с нейтронной звездой или другим белым карликом.

Потребуются дополнительные исследования, чтобы подтвердить, является ли объект нейтронной звездой или белым карликом. В любом случае это даст ценную информацию о физике этих экстремальных объектов.

«Это может даже побудить нас пересмотреть наше десятилетнее понимание нейтронных звезд или белых карликов; как они излучают радиоволны и каково их население в нашей галактике Млечный Путь», — сказал доктор Калеб.

Профессор Тара Мерфи, ведущий радиоастроном и руководитель Школы физики Сиднейского университета, сказала: «До появления наших новых телескопов динамическое радионебо было относительно неисследованным. Теперь мы можем заглянуть глубже и часто мы наблюдаем всевозможные необычные явления. Эти события дают нам представление о том, как работает физика в экстремальных условиях».

Больше информации: Caleb, M. et al. An emission state switching transient with a 54 minute period', Nature Astronomy (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02277-w. www.nature.com/articles/s41550-024-02277-w

Источник: University of Sydney