Пульсар J1023+0038 представляет собой нейтронную звезду с периодом вращения 1,69 миллисекунды, которая удалена от нас на 4,5 тысячи световых лет. Один оборот вокруг своего компаньона, звезды с массой 0,2 солнечных, он совершает за 4,75 часа.
Астрономы обнаружили первый миллисекундный оптический пульсар. Объект был открыт еще десять лет назад, однако мощные импульсы оптического излучения были зарегистрированы только сейчас. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.
Миллисекундные пульсары представляют собой нейтронные звезды с периодом вращения в диапазоне от 1 до 10 миллисекунд. Они входят в состав двойных систем и набирают огромную скорость вращения при поглощении материи из газопылевого диска, который образован веществом маломассивной звезды-компаньона. Если нейтронная звезда находится в фазе активной аккреции, то она видна как рентгеновский источник. Когда скорость поглощения вещества падает или процесс прекращается, обычно яркое импульсное излучение наблюдается в радио- и гамма-диапазоне. Известны также переходные миллисекундные пульсары, которые «колеблются» между рентгеновским и радио режимом, однако обнаружить переходный миллисекундный оптический пульсар ученым удалось впервые.
Пульсар J1023+0038 представляет собой нейтронную звезду с периодом вращения 1,69 миллисекунды, которая удалена от нас на 4,5 тысячи световых лет. Один оборот вокруг своего компаньона, звезды с массой 0,2 солнечных, он совершает за 4,75 часа. Изначально объект считался радиопульсаром, однако в 2013 году ученые заметили, что импульсы радиоизлучения периодически затихают и J1023+0038 начинает светиться ярче в гамма- и рентгеновском диапазоне. Исследователи объяснили это переходом пульсара между двумя фазами. Радиоимпульсы возникают, когда вещество звезды-компаньона перетекает на пульсар, однако пульсарный ветер не дает материи образовать аккреционный диск. Из-за этого газ не может сильно разогреться и светится ярче в радиодиапазоне. Во время другой фазы поток вещества от компаньона J1023+0038 по неизвестным причинам усиливается и образовывает вокруг пульсара газовый диск, который и является источником наблюдаемого гамма- и рентгеновского излучения.
Сейчас астрономы зарегистрировали миллисекундные пульсации PSR J1023+0038 в оптическом диапазоне с помощью инструмента Silicon Fast Astronomical Photometer. Как показали предыдущие наблюдения телескопа Swift X-Ray Telescope это время нейтронную звезду окружал аккреционный диск. По мнению ученых, пульсар мог начать ярко светиться в оптическом диапазоне из-за синхротронного излучения разогнанных до околосветовых скоростей электронов в магнитосфере пульсара. Другие объяснения астрономы отвергли — в частности, истечение вещества с компаньона на магнитные полюса пульсар и переработку рентгеновского излучения в оптическое во внешней части аккреционного диска или поверхностью звезды-компаньона. В будущем исследователи планируют провести дополнительные наблюдения, чтобы изучить процессы, происходящие в двойной системе.
Недавно было открыто, что J1023+0038 замедляет свое вращение медленнее, когда находится в рентгеновском режиме. Ученые связывают это с генерацией гравитационных волн, которая приводит к потере кинетической энергии системой. В этом году за наблюдение гравитационных волн будет вручена Нобелевская премия по физике, о чем стало известно сегодня.
