Новый эталон астрофизики: китайский телескоп FAST нашел пульсар с почти идеально круговой орбитой
Китайский радиотелескоп FAST обнаружил пульсар, который вращается вокруг звезды-компаньона по орбите настолько близкой к окружности, что ее почти невозможно отличить от идеального круга. Объект получил название PSR J1810−0623, и ученые уже называют его новым эталоном для проверки теорий звездной эволюции.
Представьте себе мертвую звезду размером с город, но тяжелее Солнца, — и она делает 220 оборотов в секунду. Это пульсар. Такие объекты возникают, когда массивная звезда взрывается как сверхновая: ее ядро сжимается до нейтронной звезды диаметром около 20 километров, с плотностью, при которой чайная ложка вещества весит миллиарды тонн. Нейтронная звезда испускает узкие пучки радиоволн с магнитных полюсов — они вращаются вместе со звездой и каждый раз, когда луч проходит мимо Земли, мы фиксируем импульс. Как вспышка маяка, только несколько сотен раз в секунду.
Что такое пульсары и как работают «маяки Вселенной»
Пульсары не рождаются такими быстрыми. Сами по себе они, наоборот, постепенно замедляются. Когда астрономы видят объект, который крутится 220 раз в секунду, это значит, что кто-то его раскрутил. Роль раскручивающего играет звезда-компаньон: материя перетекает с нее на нейтронную звезду, передает угловой момент и разгоняет пульсар все быстрее — примерно как если бы вы раскручивали велосипедное колесо с помощью наброшенной на него цепи. Этот процесс астрофизики называют рециклингом.
У PSR J1810−0623 рециклинг прошел очень тщательно: его магнитное поле упало примерно до 100 миллионов Гаусс. Для сравнения — у только что родившегося пульсара оно в миллионы раз сильнее. Такой распад поля говорит о том, что перетекание вещества шло долго и стабильно, на протяжении сотен миллионов лет.
Компаньон до сих пор рядом. Сейчас это углеродно-кислородный белый карлик — остаток звезды, которая когда-то была плотнее и горячее, но постепенно отдала почти всё своё вещество пульсару и сжалась до инертного тлеющего шара с массой примерно 0,64 солнечной. Пара обращается друг вокруг друга за 15,4 суток.
Но самое интересное — форма этой орбиты. Ее эксцентриситет составляет около 0,000015. Эксцентриситет — это мера того, насколько орбита отличается от круга: у идеальной окружности он равен нулю, у вытянутого эллипса приближается к единице. Значение 0,000015 означает, что орбита PSR J1810−0623 — почти математически совершенный круг, отклонения почти невозможно обнаружить.
Это не случайность: долгая и плавная передача массы между двумя звездами постепенно сглаживает орбиту, убирает любые неровности. Чем дольше и спокойнее шел процесс, тем ровнее получается результат. PSR J1810−0623 побил по округлости даже знаменитый PSR J1614−2230, который раньше считался одним из эталонных примеров.
Такая гладкая система позволяет работать с данными точнее. Радиосигналы пульсара уже помогают картировать магнитное поле Млечного Пути вдоль луча зрения. В будущем, когда накопится больше наблюдений, ученые рассчитывают точнее взвесить нейтронную звезду и проверить теории гравитации через измерения орбиты — сверхточные пульсарные часы позволяют делать это с уникальной аккуратностью.
Открытие сделал FAST — Пятисотметровый сферический радиотелескоп с апертурой. Это крупнейший в мире одиночный радиотелескоп: огромная чаша диаметром 500 метров, которую разместили в естественной карстовой впадине в горах на юго-западе Китая. Благодаря колоссальной площади зеркала он улавливает слабые сигналы, которые меньшие телескопы просто не замечают — именно поэтому он продолжает находить объекты вроде PSR J1810−0623. Наблюдения велись на протяжении шести с половиной лет, результаты опубликовали в журнале Science China Physics, Mechanics and Astronomy.
Фото SCJiang
Самое популярное
