Как астрономы отыскали исчезнувший пульсар

Гамма-пульсар Фото: NASA/Fermi/Cruz de Wilde

Международная команда астрономов, исходя из данных космического телескопа НАСА «Ферми» (Fermi), обнаружила совершенно необычный небесный объект. Это молодой и невидимый в радиодиапазоне пульсар, продемонстрировавший неожиданный "рывок" и значительное увеличение скорости вращения.

Пульсары представляют собой нейтронные звезды, образующиеся при вспышке сверхновой, которые быстро и равномерно вращаются вокруг своей оси. Благодаря своему сильному магнитному полю, они излучают радиоволны или гамма-фотоны конусообразной формы. Их вращение колеблет конусы, как свет маяка в космическом пространстве.

Нейтронная звезда не всегда видна одновременно в нескольких спектральных диапазонах. В некоторых случаях ученые измеряют только мигание радио-пульсаров, а в других можно лишь зарегистрировать время периодического появления гамма-фотонов. Такие звёзды известны как чистые гамма-пульсары. Они очень трудно определяются, так как  неизвестны их свойства, такие как период вращения и его изменение с течением времени. По предыдущим наблюдениям космического гамма-телескопа «Ферми», положение на небе чистых гамма-пульсаров астрономы могли определить лишь приблизительно. Не справляются с этим даже высокопроизводительные компьютерные системы.

Как определяют местонахождение чистых гамма-пульсаров

Исследователи использовали алгоритмы, разработанные первоначально для анализа данных гравитационных волн. "С помощью новых оптимальных методов поиска и компьютерного атласа кластеров Института Альберта Эйнштейна (AEI) в Ганновере, мы смогли обнаружить многие ранее незамеченные сигналы", - сказал Брюс Аллен (Bruce Allen), директор AEI. Команда Аллена смогла сообщить уже в ноябре 2011 года об открытии телескопом «Ферми» девяти новых гамма-пульсаров, которые во время всех предыдущих поисков избежали этой участи.

Теперь ученые нашли этим же методом новый пульсар - J1838-0537, цифры в названии которого говорят о его координатах в небе. "Пульсар, при возрасте 5000 лет, очень молод. Он оборачивается вокруг своей оси примерно семь раз в секунду и находится на небе в созвездии Щит", сказал Хольгер Плеч (Holger Pletsch), ученый из группы Аллена и автор сообщения об исследовании, опубликованного в The Astrophysical Journal. "После открытия мы были очень удивлены тем, что пульсар был виден только до сентября 2009 года. Потом он, казалось, вдруг исчез".

Гамма-пульсар ускоряет в своём сильном магнитном поле заряженные частицы почти до скорости света. При этом возникает, наряду с другими видами, гамма-излучение (фиолетовый цвет), намного выше поверхности компактного остатка звезды, а радиоволны (зеленый цвет) выходят конусами над магнитными полюсами Фото: NASA/Fermi/Cruz de Wilde

Только с помощью интенсивного последующего анализа международная группа ученых под руководством Плеча напала на след пульсара J1838-0537 и раскрыла его тайну: он вовсе не исчез, произошёл "рывок" (англ. "glitch" - "глюк"), после чего он начал вдруг вращаться на 38 миллионных долей герца быстрее, чем раньше. "Эта разница может показаться ничтожно малой, но это самый крупный рывок из когда-либо измеренных ускорений вращения гамма-пульсаров", - объяснил Аллен.

"Через восемь часов пульсар теряется, и мы не можем определить, в какой фазе поворота гамма-фотоны дойдут до детектора на борту «Ферми»", - добавил Плеч. Мигание нейтронной звезды, таким образом, практически невидимо. После того как исследователи откорректируют с учётом сбоя изменения вращения, пульсар снова появляется в их данных.

Точная причина наблюдаемых рывков многих молодых пульсаров пока неизвестна. Астрономы предполагают, как пишет astronews.com, что это происходит из-за колебания коры нейтронной звезды или взаимодействия с корой её сверхтекучей внутренней части.