Найдено недостающее звено паучьих пульсаров

Китайская академия наук, 29 августа 2023 г.

Изображение M71E (двойной пульсар справа на рисунке), FAST (внизу рисунка) и шарового скопления M71 (на заднем плане). Фото: ScienceApe/CAS/NAOC.

Scientists from the Chinese Academy of Sciences’ National Astronomical Observatories (NAOC), along with their international partners, used the Five-hundred-meter Spherical radio Telescope (FAST) to identify a binary pulsarFirst observed at radio frequencies, a pulsar is a rotating neutron star that emits regular pulses of radiation. Astronomers developed three categories for pulsars: accretion-powered pulsars, rotation-powered pulsars, and nuclear-powered pulsars; and have since observed them at X-ray, optical, and gamma-ray energies." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> система пульсар с периодом обращения 53 минуты. Эта недавно открытая система, известная как PSR J1953+1844 или M71E, заполняет ранее существовавший пробел в нашем понимании стадий эволюции систем пульсаров-пауков.

Результаты были недавно опубликованы в журнале Nature.

Первый пульсар был открыт в 1967 году. На данный момент обнаружено около 3000 этих удивительных объектов, которые регулярно и быстро вращаются, как волчки в небе.

Некоторые пульсары расположены в двойных системах, вращающихся вокруг звезд-спутников. Если две звезды находятся близко друг к другу, пульсар будет поглощать материал звезды-компаньона, чтобы продолжать вращаться. Вначале звезда-компаньон тяжелая. Но когда пульсар «поедает» свою звезду-компаньон, две звезды сближаются и вращаются вокруг друг друга с возрастающей скоростью. Напротив, когда звезда теряет массу и становится легче, пульсар не может продолжать грабить и, таким образом, отталкивает звезду-компаньон. В результате орбитальная скорость пульсара замедляется.

Такое поведение, напоминающее поведение пауков-самок, поедающих пауков-самцов, вдохновило астрономов назвать объекты на этих двух стадиях в честь пауков-красноспинников и черных вдов соответственно. Все вместе они известны как пауки-пульсары.

Эволюция от красноспинной до черной вдовы занимает длительное время, до сотен миллионов лет. Ранее были обнаружены только двойные системы пульсаров в состояниях «красная спина» и «черная вдова», промежуточные состояния еще не были обнаружены. Причина в том, что период обращения промежуточного пульсара, предсказанный этой теорией, будет очень коротким, а расстояние между двумя звездами будет очень близким, что создаст проблемы для наблюдения. По этой причине теория эволюции пульсарных систем пауков от красноспинной до черной вдовы не была полностью доказана.

Однако теперь возможность этого эволюционного пути была подтверждена FAST, крупнейшим и наиболее чувствительным радиотелескопом в мире. Исследовательская группа использовала долгосрочные наблюдения с помощью FAST, чтобы обнаружить систему пульсаров-пауков, чья орбитальная продолжительность является самой короткой из когда-либо обнаруженных — всего 53 минуты. Основываясь на различных признаках во время наблюдения, исследователи определили, что система находилась в промежуточном состоянии на эволюционном пути от красноспинной до черной вдовы, восполнив тем самым недостающее звено в теории эволюции паукообразных пульсаров.

«Орбиталь двойной системы расположена практически лицом к лицу — такая система встречается крайне редко. FAST нашел его в огромном звездном море, используя свои чрезвычайно высокие возможности обнаружения. Это заполнило пробел в эволюции систем пульсаров-пауков и отражает беспрецедентную чувствительность [FAST]», — сказал Цзян Пэн из NAOC, соавтор исследования.

Рецензенты Nature описали результат как «очень интересную двойную систему пульсаров». Это открытие сокращает рекорд кратчайшего орбитального периода двойной системы пульсаров примерно на 30%, указывая на новый и неизвестный процесс в эволюции пульсаров-пауков».

Ссылка: «Двойной пульсар на 53-минутной орбите» З. Пан, Дж. Г. Лу, П. Цзян, Дж. Л. Хань, Х.-Л. Чен, З.В. Хань, К. Лю, Л. Цянь, Р.С. Сюй, Б. Чжан, Дж. Т. Луо, З. Ян, З. Л. Ян, DJ Чжоу, П. Ф. Ван, К. Ван, М. Х. Ли и М. Чжу, 20 июня 2023 г. , Природа.DOI: 10.1038/s41586-023-06308-w