Мощность вспышек пульсаров оказалась в сотни раз выше ожидаемой
Долгие наблюдения за Крабовидной туманностью помогли астрофизикам выяснить, что мощность самых ярких вспышек на поверхности пульсаров, вращающихся нейтронных звезд, может быть в сотни раз выше, чем считалось ранее. Об этом в четверг сообщила пресс-служба Института RIKEN со ссылкой на статью в журнале Science.
«Мы проследили за изменениями в силе свечения пульсара Крабовидной туманности как в радиоволновом диапазоне, так и в области высоких энергий. Эти наблюдения показали, что нейтронная звезда становилась на 4% ярче в рентгеновском диапазоне во время самых мощных радиовспышек. Это означает, что их реальная мощность в сотни раз превышает теоретические оценки», — заявил руководитель научной группы в Институте RIKEN в Вако (Япония) Теруаки Эното, чьи слова приводит пресс-служба института.
Пульсары и другие типы нейтронных звезд представляют собой останки крупных выгоревших светил. Их ядра после взрыва сверхновой коллапсируют в небольшую сферу, сопоставимую по размерам с небольшим городом. Материя внутри них сжимается так сильно, что происходит цепочка реакций, в ходе которых электроны и протоны сливаются, в результате чего все бывшее светило превращается в шар из нейтронов.
Если подобные выгоревшие звезды вращаются с достаточно большой скоростью, то они начинают вырабатывать узкие пучки радиоизлучения, источником которых служат взаимодействия магнитного и электрического полей светила. В результате эти звезды начинают вырабатывать мощные вспышки радиоволн со строгой периодичностью, из-за чего их и называют пульсарами.
Долгое время ученые считали, что все вращающиеся нейтронные звезды ведут себя подобным образом, однако за последние десятилетия астрономы открыли несколько пульсаров, которые периодически нарушают расписание своих вспышек или иногда вырабатывают необычно сильные импульсы радиоизлучения, так называемые гигантские радиоимпульсы (GRP).
Как отмечает Эното, самым известным и хорошо изученным их источником является радиопульсар PSR B0531+21, расположенный в центре Крабовидной туманности. Он сформировался мгновения назад по астрономическим меркам, в 1054 году нашей эры, и с тех пор он и окружающая его светящаяся туманность постоянно привлекают внимание ученых.
Эти многолетние наблюдения указали на то, что яркость пульсара несколько увеличивалась в оптическом диапазоне в те моменты времени, когда на его поверхности возникали GRP-вспышки. Это натолкнуло ученых на мысль, что PSR B0531+21 может вырабатывать не только необычно мощные вспышки видимого света и радиоволн, но и пучки рентгена и прочих видов излучения высоких энергий.
Руководствуясь подобными соображениями, японские астрономы и их коллеги из США, Европы и Китая на протяжении трех лет наблюдали за всплесками активности в Крабовидной туманности, используя орбитальный рентгеновский телескоп NICER и наземную японскую радиообсерваторию Кашима.
Сопоставив их замеры, астрономы обнаружили, что фактически все GRP-вспышки сопровождались резким увеличением в яркости пульсара в рентгеновском диапазоне на 3–4%. Как показывают расчеты исследователей, это означает, что реальная мощность этих всплесков активности PSR B0531+21 была в десятки или сотни раз выше, чем раньше считали теоретики.
Подобное открытие, по словам Эното, ставит под сомнение популярную теорию о том, что гигантские радиоимпульсы пульсаров могут служить источником так называемых FRB-всплесков, коротких радиоимпульсов огромной мощности и неизвестной природы, возникающих в далеких галактиках и периодически достигающих Земли. Ученые рассчитывают, что последующие наблюдения за GRP-вспышками других пульсаров помогут им поставить точку в этой истории.
