На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)

Свежие комментарии

  • Владимир
    Риск снижается, но все равно в итоге приводит к 100 % смертности.Инфаркт миокарда ...

Длиннопериодический радиотранзиент GPM J1839-10 не похож ни на пульсар, ни на магнитар

Сила магнитного поля и периоды известных магнитаров

Международная исследовательская группа обнародовала важную информацию о внутригалактическом квазипериодическом источнике радиоволн, получившем индекс GPM J1839-10. Периодичность импульсов составляет чуть менее 22 минут, а их длительность — от 30 до 300 секунд. Его излучение также обладает рядом других аномальных характеристик, которые пока не поддаются однозначному объяснению.

Астрономы называют транзиентами космические объекты переменной яркости, которая претерпевает периодические или непериодические изменения продолжительностью от миллисекунд до многих лет (см. Time-domain astronomy). Если спектр их излучения лежит в области радиодиапазона, они, естественно, именуются радиотранзиентами (см. L. Driessen, 2020. A new era of radio transients). Таковы, например, радиопульсары — быстро вращающиеся и сильно намагниченные нейтронные звезды, чьи лучи, если Земля оказывается на их пути, приходят к нам со средней периодичностью от полутора миллисекунд до десяти секунд. Однако в последнее время были обнаружены и пульсары с периодами в десятки секунд. Пока что чемпионом по этой части считается открытый в 2020 году радиопульсар PSR J091-4046 с периодом 75,9 секунд. Его возраст оценивается в 5,3 миллиона лет, а расстояние от Солнца — в 400 парсек. Для сравнения, продолжительность полного оборота самого короткопериодического из известных пульсаров PSR J1748-2446ad, удаленного от нас на 5,4 кпк, равна 1,396 миллисекунды.

Другим примером могут служить так называемые быстрые радиовсплески — единичные или повторяющиеся импульсы радиоизлучения миллисекундной продолжительности, приходящие на Землю с разных участков небесной сферы. Хотя первый такой всплеск был обнаружен в 2007 году, механизм их генерации не установлен и до сих пор. Существуют и другие разновидности радиотранзиентов.

В январе 2022 года было объявлено об открытии явно нестандартного радиотранзиента GLEAM-X J162759.5-523504.3 (N. Hurley-Walker et al., 2022. A radio transient with unusually slow periodic emission). Он был выявлен при сортировке и анализе архивных данных, полученных в 2018 году в ходе работы многоантенной радиотелескопической сети MWA (Murchison Widefield Array), расположенной на западе Австралии. Радиоизлучение этого источника регистрировалось только с января по март того года, а затем перестало наблюдаться. В течение этих трех месяцев он регулярно «включался» по одному разу каждые 18,18 минуты. На каждом «включении» его излучение представляло собой серию импульсов линейно поляризованных радиоволн продолжительностью 30–60 секунд. Ранее столь длинные периоды (напомню, целых 18 минут!) у радиотранзиентов ни разу не наблюдались, так что это сообщение вызвало немалый интерес.

Первооткрыватели странного источника пришли к выводу, что он находится в нашей Галактике и скорее всего является очень длиннопериодическим (то есть крайне медленно вращающимся) магнитаром. Так называют нейтронные звезды с исключительно сильным магнитным полем напряженностью от 1013 до 1015 гаусс. Первое время после рождения в ходе гравитационного коллапса массивных звезд они генерируют в основном самое высокочастотное электромагнитное излучение в рентгеновском и гамма-диапазонах, хотя могут испускать также и хорошо канализированные радиоволны большой интенсивности (в настоящее время известны пять молодых магнитаров, которые одновременно являются и радиопульсарами). Однако через несколько тысяч лет после рождения их магнетизм значительно спадает, и бывший магнитар перестает генерировать электромагнитное излучение самых высоких частот. Хотя типичные периоды излучения магнитаров лежат в диапазоне 1–10 секунд (что на один-два порядка превышает средние показатели периодичности радиопульсаров), 18-минутная периодичность радиоимпульсов для них тоже не невозможна. Ее мог бы демонстрировать старый магнитар, чье магнитное поле за время его жизни успело сильно ослабеть, а скорость вращения многократно упала вследствие постепенной потери кинетической энергии. Насколько мне известно, в отношении GLEAM-X J162759.5-523504.3 эта интерпретация пока не стала общепринятой, хотя считается достаточно правдоподобной.

И вот теперь та же группа астрономов во главе с Наташей Харли-Уокер (Natasha Hurley-Walker) из Международного центра радиоастрономических исследований при университете Кёртина (Curtin University) в Западной Австралии удивила научный мир новым открытием, которое тоже пришло в ходе анализа архивов сети MWA. Они выявили в нашей Галактике на расстоянии 5,7±2,9 кпк от Солнца еще более необычный источник периодического радиоизлучения, названный GPM J1839-10. Приблизительно каждые 22 минуты (точнее, 1318,1957 с) от него на Землю приходят поторяющиеся импульсы радиоволн длительностью от 30 до 300 секунд, чьи минимумы и максимумы различаются по яркости приблизительно на два порядка. На протяжении каждого такого всплеска степень линейной поляризации излучения как правило варьирует от десятипроцентной до стопроцентной (иначе говоря, излучение на время делается полностью линейно поляризованным).

Это открытие обретает особый интерес, если учесть, что GPM J1839-10 работает в таком режиме как минимум 35 лет. Авторы обсуждаемой статьи установили сей поразительный факт, обратившись к архивам глобальных радиоастрономических наблюдений. Оказалось, что этот объект был впервые зарегистрирован еще в 1988 году! Тогда он проявился на расположенном в Индии Гигантском радиотелескопе для волн метровой длины GMRT (Giant Metrewave Radio Telescope) — системе из тридцати радиотелескопов с параболическими поворотными антеннами 45-метрового диаметра, а также на американской радиотелескопической решетке VLA (Very Large Array) в штате Нью-Мексико. Каким бы ни был физический механизм генерации его излучения, он должен быть весьма стабилен. Сравнение накопленных за треть столетия данных позволило установить, что промежутки между приходом на Землю его импульсов растут с очень незначительной скоростью, не превышающей 3,6×10−13 секунды за секунду. Нетрудно посчитать, что при таком темпе торможения измеренный в наше время период работы этого источника удвоится через сто шестнадцать миллионов лет. Но это, конечно, чисто абстрактное рассуждение, поскольку нынешняя первая производная от периода по времени непременно будет меняться.

Схематичное изображение 78 зарегистрированных импульсов от источника GPM J1839-10

Авторы пришли к заключению, что светимость (иначе говоря, интегральная мощность) зарегистрированного радиоизлучения источника GPM J1839-10 по порядку величины составляет 1028 эрг/с. Его проверяли на наличие рентгеновского излучения, направляя в его сторону телескопы космической обсерватории XMM-Newton, но этот поиск ничего не дал. Однако ученые на основе модельного анализа пришли к выводу, что его самые яркие радиоимпульсы могут содержать рентгеновскую компоненту со светимостью не более 2×1033 эрг/с. Этот верхний предел на порядки уступает зарегистрированной рентгеновской светимости магнитаров.

Спектр плотности потока излучения объекта GPM J1839-10

Но чем же еще может оказаться источник GPM J1839-10, если не нейтронной звездой в обличии магнитара или радиопульсара? Авторы статьи напоминают, что астрономам уже шесть лет известен один единственный радиопульсар, исполненный Природой на базе белого карлика — космический объект AR Scorpii. Это двойная система, состоящая из радиоизлучающего белого карлика и спаренного с ним красного карлика. Он довольно близкий сосед нашего Солнца — дистанция до него составляет всего лишь 120 пк. Период осевого вращения белого карлика равен 1,95 минуты. Таким образом, он всего лишь в полтора раза превышает период пульсара-рекордсмена PSR J091-4046, что не слишком-то и много. Однако его радиоизлучение по светимости на три порядка уступает излучению GPM J1839-10, да к тому же частично обязано своим рождением взаимодействию белого карлика с его красным партнером. По этой и ряду других причин авторы обсуждаемой статьи воздерживаются от того, чтобы объявить свой новооткрытый радиоисточник белым карликом. В заключительном разделе они ограничиваются выражением надежды, что «ультравысокопериодические» радиоисточники не должны быть особой космической редкостью и что их поиск может принести много интересных результатов. Того же мнения придерживается и профессор монреальского университета Мак-Гилл Виктория Каспи (Victoria M. Kaspi), чья популярная заметка об источнике GPM J1839-10 опубликована в том же выпуске Nature.

Источник: N. Hurley-Walker, N. Rea, S. J. McSweeney, B. W. Meyers, E. Lenc, I. Heywood, S. D. Hyman, Y. P. Men, T. E. Clarke, F. Coti Zelati, D. C. Price, C. Horváth, T. J. Galvin, G. E. Anderson, A. Bahramian, E. D. Barr, N. D. R. Bhat, M. Caleb, M. Dall’Ora, D. de Martino, S. Giacintucci, J. S. Morgan, K. M. Rajwade, B. Stappers & A. Williams. A long-period radio transient active for three decades // Nature. 2023. DOI: 10.1038/s41586-023-06202-5.

Алексей Левин

Adblock test (Why?)

Ссылка на первоисточник

Картина дня

наверх