Ученые разгадали загадку уникального пульсара в галактике Андромеды

МОСКВА, 25 апр – РИА НОВОСТИ.  Ученые МГУ имени М.В. Ломоносова впервые смогли наблюдать процесс "омоложения" уникального сверхмедленного пульсара XB091D. Сверхмедленным он назван потому, что вращается очень неспешно – один оборот в несколько секунд.

Пульсары образуются после того, как массивные молодые звезды погибают, взрываясь яркими сверхновыми. При этом их внешние оболочки отбрасываются, а ядро сжимается, превращаясь обычно в компактную и сверхплотную сильно намагниченную нейтронную звезду (ее диаметр около 20 км, при этом весит она в 1.4 раза больше Солнца). Молодой пульсар быстро вращается со скоростью несколько сотен оборотов в секунду, излучая направленные потоки  энергии, и поэтому на Земле регистрируются астрономами как пульсирующий источник рентгеновского излучения с частотой 100-1000 импульсов в секунду. По мере старения пульсар теряет энергию вращения  и постепенно замедляется.

Замедлившийся пульсар может "омолодиться" и начать раскручиваться, если приблизится к обычной звезде – которая значительно больше пульсара (с диаметром около 3 млн километров) но менее плотная. Когда образуется устойчивая пара, нейтронная звезда начинает перетягивать вещество обыкновенной звезды, получая при этом дополнительный импульс, ускоряющий вращение.  За какую-нибудь сотню тысяч лет – что по космическим меркам почти мгновенно – старый пульсар, уже замедлившийся до одного оборота за несколько секунд, может вновь раскрутиться в тысячи раз быстрее. Именно этот редчайший момент удалось наблюдать команде астрофизиков Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга (ГАИШ 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. Ученые прогнозируют, что звезда опять разгонится и станет обычным миллисекундным пульсаром через 50 тысяч лет.

© А. Золотова/МГУ имени М.В. Ломоносова

Работа велась на основании данных, полученных с  космического телескопа XMM-Newton между 2000 и 2013 гг. и объединены астрономами МГУ и их коллегами в открытую онлайн-базу данных регистрации 50 милиллиардов фотонов. Научный сотрудник Отдела релятивистской астрофизики ГАИШ МГУ Иван Золотухин сравнивает поиски пульсаров среди данных телескопа XMM-Newton  с поисками иголки в стоге сена, так как объем данных, получаемых от пульсара, очень мал, всего по фотону каждые пять секунд: "Фактически, для этого пришлось создать совершенно новые математические инструменты, которые позволили предсказывать и выделять нужный нам периодический сигнал. Теоретически применений у этого метода может найтись много, в том числе и за пределами астрономии".

Однако необычным оказалось не только время, которое удалось наблюдать астрономам, но и место, в котором локализован XB091D. Тщательно оценив его положение, Иван Золотухин и его коллеги показали, что находится XB091D в соседней галактике Андромеды, в 2,5 млн световых лет от нас, среди звезд чрезвычайно плотного шарового скопления B091D, где в объеме радиусом 45 световых лет "упаковано" более миллиона старых и тусклых звезд. Возраст самого скопления оценивается в целых 12 млрд. лет, так что все процессы, связанные со взрывами сверхновых и появлением пульсаров, должны были давно в нем закончиться.

Результаты исследования ученые МГУ имени М.В. Ломоносова  публиковали в престижном журнале The Astrophysical Journal.