Астрономы обнаружили первый пример первой в своём роде двойной звёздной системы. Она стала недостающим звеном и улучшила понимание эволюции подобных светил.
Исследователи выяснили, что загадочным сильным источником гамма-излучения, обнаруженного телескопом "Ферми", является быстро вращающаяся нейтронная звезда — миллисекундный пульсар, которая в то же время обращается вокруг общего с другой звездой центра масс. Второе светило эволюционирует в белый карлик чрезвычайно малой массы.
Эти типы двойных систем астрономы называют "пауками", потому что пульсар стягивает на себя внешние части звезды-компаньона, превращающегося в белого карлика.
Миллисекундные пульсары совершают полный оборот вокруг своей оси сотни раз в секунду. Отсюда и их название (телескопы ловят словно бы пульсирующее излучение, испускаемое такой звездой в процессе вращения).
Звёзды раскручиваются за счёт гравитационного стягивания (аккреции) материи компаньона. В данном случае звезды, которая в будущем станет белым карликом.
Большинство миллисекундных пульсаров излучают гамма- и рентгеновские лучи. Зачастую они рождаются, когда ветер пульсара, представляющий собой поток заряженных частиц, исходящих от вращающейся нейтронной звезды, сталкивается с веществом, испускаемым звездой-компаньоном.
Космический гамма-телескоп НАСА "Ферми" собирает данные об объектах во Вселенной, которые активно порождают гамма-лучи, с 2008 года. Но не все обнаруженные им источники гамма-излучения были распознаны. Ведь не так-то просто понять природу космического маяка по испускаемым им сигналам, даже если знаешь о космосе очень многое.
Один из таких источников, которому астрономы дали кодовое название 4FGL J1120.0-2204, был вторым по яркости источником гамма-излучения на всём небе, и до сих пор оставался неопознанным.
На этот раз астрономы из США и Канады использовали 4,1-метровый телескоп SOAR, расположенный в Чили, чтобы "определить истинное лицо" источника 4FGL J1120.0-2204.
Так исследователи обнаружили, что источник гамма-излучения, также излучающий рентгеновские лучи, наблюдаемые космическими телескопами Swift НАСА и XMM-Newton ЕКА, представляет собой двойную систему.
Самое любопытное, что она состоит из миллисекундного пульсара и звезды-предшественника белого карлика чрезвычайно малой массы.
Пара располагается на расстоянии более 2 600 световых лет от Земли.
Оптический спектр двойной системы, измеренный спектрографом Гудмана на телескопе SOAR с помощью эффекта Доплера, показал, что излучение от будущего белого карлика попеременно смещается в красную и синюю области спектра. Это значит, что звезда удаляется от наблюдателей на Земле, но затем вновь приближается, двигаясь по своей орбите.
Это позволило учёным рассчитать, что звезда-компаньон пульсара совершает оборот по общей с ним орбите каждые 15 часов.
Спектральные характеристики звезды-компаньона также позволили астрономам определить её приблизительную температуру и поверхностную гравитацию.
Именно так учёные выяснили, что компаньон является предшественником белого карлика с чрезвычайно малой массой, с температурой поверхности 8 200 °C и массой всего 17% от солнечной.
Протобелый карлик в системе 4FGL J1120.0-2204 ещё не закончил своё развитие.
"В настоящее время он раздут и примерно в пять раз больше по радиусу, чем обычные белые карлики с такими же массами, – поясняет Сэмюэл Суихарт (Samuel Swihart) из Лаборатории военно-морских исследований США. – Он будет продолжать остывать и сжиматься, и примерно через два миллиарда лет он будет выглядеть так же, как многие белые карлики с чрезвычайно малой массой, о которых мы уже знаем".
Добавим, что учёным известно около 80 таких объектов.
Однако астрономы впервые обнаружили предшественника такого белого карлика, который, судя по всему, вращается вокруг нейтронной звезды.
Поэтому объект 4FGL J1120.0-2204 дарит исследователям уникальную возможность взглянуть на завершающую часть этого процесса "раскрутки". Все другие открытые двойные системы "белый карлик-пульсар" давно прошли стадию ускорения вращения пульсара.
Подробности этого открытия изложены в научной статье, опубликованной в формате препринта. Напомним, это значит, что публикация ещё не прошла обязательную процедуру рецензирования независимыми экспертами.
Ранее мы писали о том, как астрофизики МГУ изучили "омолаживающийся" пульсар, обитающий в соседней галактике. Рассказывали мы и о паре мёртвых звёзд, которая может поместиться между Землёй и Луной. Мы также сообщали о необычной "звезде-трансформере", которая может становиться как рентгеновским, так и радиопульсаром.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
