Астрономы выяснили, что миллисекундные пульсары — быстро вращающиеся нейтронные звёзды, оставшиеся после гибели массивных светил, — испускают радиоволны не только у магнитных полюсов, как считалось десятилетиями. Анализ почти 200 таких объектов показал, что примерно у 33 % таких пульсаров радиоизлучение идёт из двух и более зон, тогда как у более медленно вращающихся нейтронных звёзд этот показатель составляет 3 %.
Исследователи сравнили радионаблюдения почти 200 быстро вращающихся пульсаров с данными в гамма-диапазоне и обнаружили, что удалённые радиоимпульсы совпадают по фазе с гамма-всплесками, которые зарегистрировал космический телескоп NASA Fermi. Из этого следует, что оба сигнала, вероятно, возникают в одних и тех же удалённых областях вокруг пульсара, а не только у поверхности нейтронной звезды.
Результаты исследования, опубликованные 25 марта в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, меняют прежнюю модель, согласно которой считалось, что пульсары испускают пучки излучения лишь вблизи поверхности и у полюсов. Авторы работы считают, что миллисекундные пульсары испускают радиоволны не только у своих полюсов, но и в удалённой области вокруг звезды, где движется закрученный поток заряженных частиц, увлекаемый её быстрым вращением.
Новая модель помогает понять, почему радиосигналы части таких объектов выглядят неровными, будто разбитыми на отдельные фрагменты. Всё зависит от того, под каким углом пульсар виден с Земли: телескоп может уловить сигнал от полюсов, от удалённой области с заряженными частицами или сразу от обеих зон.
Из этого следует, что миллисекундные пульсары, вероятно, легче обнаружить, чем предполагалось раньше. Радиоволны распространяются в более широком диапазоне направлений, а не только в узком конусе от полюсов, поэтому для регистрации такого объекта его ось не должна быть точно направлена на Землю.
Это важно для проектов, где массивы пульсаров используют для измерения ряби пространства-времени, то есть гравитационных волн. При этом главный вопрос остаётся открытым: исследователи пока не понимают, как радиоимпульсы могут возникать так далеко от нейтронной звезды и от её ближайшей турбулентной среды.
Пульсары появляются после коллапса массивных звёзд, исчерпавших топливо для внутреннего ядерного синтеза. После такого коллапса остаётся сверхплотный объект с чрезвычайно мощным магнитным полем. Если бы чайную ложку вещества нейтронной звезды доставили на Землю, она весила бы около 10 млн тонн. Скорость вращения такого объекта может доходить до 700 оборотов в секунду. Благодаря этой исключительной стабильности пульсары используют как очень точные универсальные «часы».
Саймон Джонстон (Simon Johnston) из австралийского научного агентства CSIRO заявил, что регистрация сигналов и от поверхности звезды, и от самой границы досягаемости её магнитного поля говорит о более сложной природе этих объектов, чем предполагалось раньше. Михаэль Крамер (Michael Kramer) из Института радиоастрономии Общества Макса Планка (MPIfR) подчеркнул, что без понимания происхождения таких сигналов и причин их формы пульсары нельзя в полной мере использовать для высокоточных астрономических измерений.
Array