У считавшегося спокойным пульсара обнаружили сразу три внезапных сбоя вращения
Пульсар PSR J1637−4642 много лет выглядел необычно спокойным для своего возраста. Эта молодая нейтронная звезда вращается примерно раз в 154 миллисекунды, но после её открытия астрономы долго не наблюдали характерных для молодых пульсаров резких изменений скорости вращения.
Анализ более чем 15 лет наблюдений показал, что спокойствие оказалось обманчивым: за это время звезда пережила сразу три так называемых глитча — внезапных ускорения вращения.
Исследование провела группа под руководством Чжаои Вана из Сямэньского университета. Учёные проанализировали данные радиотелескопа Murriyang в обсерватории Паркс, собранные с 19 февраля 2009 года по 6 октября 2024 года. Общая продолжительность наблюдений составила около 15,5 года. PSR J1637−4642 имеет возраст около 41 тысячи лет, что по астрономическим меркам делает его очень молодой нейтронной звездой. Молодые пульсары особенно интересны тем, что у них сравнительно часто происходят глитчи — резкие скачки частоты вращения, природа которых связана с процессами глубоко внутри звезды. Первый и самый мощный обнаруженный глитч произошёл примерно 22 августа 2018 года. Частота вращения пульсара увеличилась примерно на 17,54 микрогерца, а относительное изменение составило около 2,7 миллионной доли. Для пульсаров это считается крупным событием.
Второй сбой произошёл примерно через три года, в августе 2021 года, и оказался значительно слабее: изменение частоты составило около 14 наногерц. Ещё примерно через 2,7 года, в мае 2024 года, исследователи зафиксировали третий глитч — уже с увеличением частоты примерно на 179 наногерц. Особенно информативным оказался первый глитч. После резкого ускорения пульсар не остался в новом состоянии окончательно — часть изменения постепенно исчезла. Период такого восстановления составил около 100–102 дней, что позволило исследователям заглянуть в процессы, происходящие внутри нейтронной звезды. Согласно наиболее распространённой модели, глитчи возникают из-за взаимодействия твёрдой коры нейтронной звезды со сверхтекучими нейтронами внутри неё.
Сверхтекучая материя может вращаться немного иначе, чем внешняя кора. Когда накопившийся угловой момент внезапно передаётся коре, поверхность звезды резко ускоряется — именно это астрономы и регистрируют как глитч. Моделирование последствий крупнейшего сбоя показало, что около 1,87% момента инерции нейтронной звезды может быть связано со сверхтекучим веществом внутренней коры. Полученная величина согласуется с моделями, в которых именно этот сверхтекучий компонент участвует в резких изменениях вращения пульсаров. После первого глитча исследователи также обнаружили постоянное увеличение абсолютной скорости замедления вращения звезды. Это означает, что событие не просто кратковременно изменило частоту вращения, но оставило долговременный след в поведении пульсара. Результаты особенно интересны потому, что PSR J1637−4642 раньше считался сравнительно «тихим».
В предыдущих длительных наблюдениях этого объекта глитчи не фиксировались, несмотря на его молодой возраст. Новая работа показывает, что продолжительный период внешнего спокойствия вовсе не означает отсутствия процессов, способных привести к крупному сбою. Авторы предполагают, что годы без заметных изменений могли соответствовать периоду постепенного накопления напряжения внутри нейтронной звезды.
Когда внутренние условия достигли критического состояния, произошла передача углового момента и резкое ускорение её коры. Такие наблюдения позволяют использовать глитчи как своеобразный способ изучения недоступных напрямую недр нейтронных звёзд. Плотность вещества внутри этих объектов настолько велика, что воспроизвести подобные условия в земных лабораториях невозможно, поэтому изменения вращения дают астрономам редкую возможность проверять модели сверхтекучей материи при экстремальных плотностях. PSR J1637−4642 теперь пополняет группу молодых пульсаров, которые после продолжительных периодов спокойствия неожиданно демонстрируют крупные глитчи. Дальнейшие наблюдения покажут, сохранится ли подобная активность и насколько регулярно внутренние процессы этой нейтронной звезды будут приводить к новым скачкам вращения.
Исследование размещено на arXiv и принято к публикации в журнале The Astrophysical Journal.
Бодро и простым языком обсуждаем околополитические темы на моем канале "Гражданин на диване" (Гражданин на диване в МАХ), а интересную и познавательную информацию читаем на моем канале "Таблетка для головы" (Таблетка для головы в МАХ) и в ТикТоке. Ну и всяческие прикольные ситуации из жизни будут тут
Подписывайтесь!
Источник: masterok.livejournal.com
Комментарии: