Обычно период вращения пульсаров, представляющих собой быстровращающиеся нейтронные звезды, предельно короткий — несколько раз в секунду. Группа ученых из Австралии открыла очень медленный пульсар, который вращается раз в 54 минуты. Это означает, что в скором будущем космический объект пересечет «линию смерти» и «умрет» во второй раз. Такое событие астрономы еще ни разу не наблюдали.
Нейтронные звезды — один из возможных исходов звездной эволюции. По сути, это то, что остается от звезды (начальная масса светила должна превышать массу Солнца более чем в восемь раз) после ее гибели. Такие объекты появляются в результате гравитационного коллапса массивных светил, когда в своих ядрах они израсходовали все ядерное топливо. Коллапс сопровождается взрывом сверхновой.
Нейтронные звезды принято условно делить на три класса объектов: сами нейтронные звезды; магнитары — обладающие мощным магнитным полем; быстровращающиеся пульсары — источники импульсного электромагнитного излучения с магнитным полем.
Пульсары генерируют потоки оптического, рентгеновского, радио и гамма-излучений, которые приходят на Землю в виде периодически повторяющихся всплесков (импульсов). Происходит это из-за вращения магнитных полюсов нейтронных звезд. Наблюдателю кажется, что излучение от звезды мигает — то исчезает, то появляется снова, причем такая «пульсация» возникает с устойчивой периодичностью.
Наблюдения за этим типом нейтронных звезд показали, что пульсары в среднем вращаются несколько раз в секунду, а период их пульсаций лежит в диапазоне от 640 импульсов в секунду до одного импульса за пять секунд. Считается, что вращение этих источников со временем замедляется, в итоге они пересекают «линию смерти» — критический порог, за которым из-за малой скорости вращения либо слабого магнитного поля нейтронная звезда больше не производит импульсы электромагнитного излучения. Правда, такого рода события ученые еще ни разу не наблюдали. Но у них появился шанс.
Международная команда астрономов под руководством Маниша Калеб (Manisha Caleb) из Сиднейского университета (Австралия) открыла необычный долгопериодический источник радиоизлучения, который, судя по всему, представляет собой пульсар. Он вращается очень медленно для такого типа нейтронных звезд — раз в 53,8 минуты. По мнению ученых, это позволяет предположить, что объект «умирает» во второй раз. О своем открытии исследователи рассказали в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.
Пульсар получил обозначение ASKAP J1935+214. Его открыли случайно, во время наблюдения за ярким и длинным гамма-всплеском GRB 221009A, которое ученые вели в 2022 году с помощью радиоинтерферометра Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP).
По словам исследователей, ASKAP J1935+214 находится на расстоянии примерно 16 тысяч световых лет от Земли и, вероятно, имеет радиус от 10 до 20 километров. Во время исследования у объекта наблюдали три различных состояния: период быстрых и «ярких» пульсаций, длящихся от 10 до 50 секунд; короткие и слабые пульсации длиной около 370 миллисекунд; период полного затишья.
В своей статье ученые отметили, что до открытия ASKAP J1935+214 ни один известный космический источник не показывал подобного поведения. Это говорит о том, что с пульсаром время от времени происходят какие-то физические изменения, но какие именно, пока понять сложно.
«Мы считаем, что пульсар, который мы открыли, находится на грани „смерти“. Он вот-вот отправится на „кладбище“ нейтронных звезд», — пояснил Калеб.
Странное поведение ASKAP J1935+214 можно объяснить тем, что это не пульсар, а намагниченный белый карлик — несостоявшаяся нейтронная звезда, которой не хватило массы, чтобы превратиться в нейтронную звезду. Похожие состояния характерны для белых карликов. Однако исследователи еще ни разу не регистрировали радиоизлучение напрямую от таких объектов. Авторы новой научной работы склоняются к тому, что они открыли именно радиопульсар.
Калеб и его коллеги объяснили, что ASKAP J1935+214 — первый в своем роде пульсар с нетипичными для этого класса объектов характеристиками. В таком случае ученым придется пересмотреть накопленные за 60 лет знания о формировании нейтронных звезд и переосмыслить современные представления об эволюции этих тел.