Пульсары - это маяки Вселенной. Эти крошечные, компактные объекты являются нейтронными звездами-остатками некогда массивных звезд, которые быстро вращаются, испуская излучение в космос. Теперь, впервые, астрономы нанесли на карту поверхность 16-мильного пульсара в изысканных деталях. Результат ставит под вопрос картину внешнего вида пульсара и открывает дверь для изучения большего об этих экстремальных объектах.
Со своего насеста на внешней стороне Международной космической станции нейтронная звезда Interior Composition Explorer ищет рентгеновские лучи от экстремальных астрономических объектов, таких как пульсары.
Создание карты пульсаров
Пульсары, как и черные дыры, являются чрезвычайно плотными, но чрезвычайно маленькими объектами. Их огромная гравитация искривляет пространство-время вокруг них, давая нам возможность взглянуть на дальнюю сторону пульсара, даже когда они вращаются вне поля зрения. Эффект также заставляет пульсар казаться немного больше, чем его фактический размер. Из-за того, что лучше всего можно засечь прибытие рентгеновских лучей от пульсара с предельной точностью (более 100 наносекунд), исследователи смогли построить карту поверхности звезды и измерить ее размер с беспрецедентной точностью.
Ученые установили, что масса нейтронной звезды составляет от 1,3 до 1,4 массы Солнца. И это примерно 16 миль (26 километров) в ширину. (Для сравнения, наше Солнце простирается чуть более чем на 864 000 миль (1,3 миллиона км) в поперечнике.)
Такая статистика не удивляет. Но затем астрономы попытались построить карту расположения горячих точек на поверхности J0030. Простое, как в учебнике, изображение, используемое для описания пульсаров, показывает эти объекты с двумя горячими точками, по одной на каждом из их магнитных полюсов. Когда звезда вращается, горячие точки выбрасывают излучение в космос тонкими лучами, как маяк. Если один или оба луча случайно проходят над Землей, астрономы наблюдают пульсар.
J0030-е ориентированы своим северным полушарием, направленным к Земле. Таким образом, команды ожидали увидеть горячую точку вблизи Северного полюса. Картирование горячих точек требовало суперкомпьютерного моделирования, чтобы распутать, где рентгеновские лучи, получаемые от пульсара. Для выполнения этой задачи обычным настольным компьютерам потребовалось бы около десяти лет, но суперкомпьютеры закончили работу менее чем за месяц.
Новая Картина Пульсара
То, что обнаружили, представляло собой другую картину: J0030 имеет две или три горячие точки, все в Южном полушарии. Команда Амстердамского университета считает, что пульсар имеет одно маленькое круглое пятно и одно тонкое серповидное пятно, вращающееся вокруг своих нижних широт. Команда Университета Мэриленда обнаружила, что рентгеновские лучи могут альтернативно исходить из двух овальных пятен в Южном полушарии, а также из одного более прохладного пятна вблизи южного полюса звезды.
Ни один из результатов не является простой картиной, ожидаемой астрономами, что указывает на то, что магнитное поле пульсара, которое вызывает горячие точки, вероятно, еще более сложное, чем первоначально предполагалось. Хотя результат, безусловно, оставляет астрономов в недоумении “" Это говорит нам, что лучше находится на правильном пути, чтобы помочь нам ответить на вечный вопрос в астрофизике: какую форму материя принимает в сверхплотных ядрах нейтронных звезд?"В пресс-релизе говорится, что соавтор исследования Завен Арзуманян возглавляет компанию NICER science .
С этим достижением астрономы теперь будут искать, чтобы повтрить его, используя больше пульсаров, создавая лучшее понимание того, как эти странные звезды выглядят и как они работают.
