Обнаружена нейтронная звезда-оборотень

Оказывается, нейтронные звёзды могут превращаться из радиопульсаров в рентгеновские пульсары — причём за пугающе малое время. В этом нас уверяют астрономы во главе с Алессандро Папитто (Alessandro Papitto) из Каталонского института космических исследований (Испания). Попробуем разобраться, в чём тут дело.

Рентгеновскому пульсару на роду написано активно притягивать вещество соседней звезды. И из аккреционного диска оно должно падать на полюса пульсара, вдоль линий его магнитного поля, с периодическим термоядерными реакциями... (Здесь и ниже иллюстрации Bill Saxton; NRAO / AUI / NSF.)

Во-первых, это довольно забавно: не так давно считалось, что рентгеновский пульсар — это почти всегда двойная система, где есть нейтронная звезда и обычная. В таком сценарии нейтронная перетаскивает на себя вещество обычной, пока не накапливает такое количество газа, что он образует аккреционный диск вокруг нейтронной звезды. Совсем близко к ней звезде диск разрушается, поскольку плазма не может идти поперёк силовых линий магнитного поля. Падая же вдоль линий поля, она обрушивается на поверхность нейтронной звезды в районе полюсов. Там удар разогревает плазму и, по некоторым предположениям, провоцирует термоядерную реакцию, которая и даёт рентгеновское излучение. А вот радиопульсары считались одиночными нейтронными звёздами (по крайней мере в большинстве своём), не склонными к эксцентричностям вроде термоядерной реакции на поверхности.

Во-вторых, возможность превращения рентгеновского пульсара в радиопульсар ранее не отвергалась, но чтобы прекратить излучать в рентгеновском диапазоне, такой паре нужно закончить перетаскивание вещества с обычной звезды на нейтронную, а это требует немалого времени. И уж тем более не предполагалась возможность возвращения радиопульсаров в категорию рентгеновских.

И всё-таки IGR J18245-2452, нейтронная звезда, лежащая в 18 тыс. световых лет от Солнца в Стрельце (скопление М28), оказалась именно таким объектом. В 2005 году она была найдена как радиопульсар. Затем — уже другая группа астрономов — открыла её как рентгеновский пульсар. Вначале никому и в голову не пришло, что одно небесное тело может быть сразу и тем и другим в разное время. Но затем, сверив данные о местоположении объекта, оба коллектива убедились, что речь идёт об одном районе. Подняв архивную информацию по наблюдениям нескольких телескопов, учёные поняли, что перед ними настоящий оборотень без погон, эдакий мистер Джекилл и доктор Хайд в мире нейтронных звёзд.

«Всё это особенно интригует, поскольку радиоимпульсы не приходят от рентгеновских пульсаров, а рентгеновское излучение должно прекратиться задолго до того, как начнётся радиоизлучение», — подчёркивает Алессандро Папитто.

Собственно говоря, чтобы испустить рентгеновские лучи, нейтронная звезда должна «урвать» побольше материи от обычной и нагреть её до огромной температуры. Лишь тогда материя начнёт излучать в этом диапазоне...

В теории радиопульсар должен прекратить «перетягивать одеяло» от нормальной звезды и излучать вдоль тех же полюсов в радиодиапазоне. А на практике эти два вида деятельности, похоже, могут чередоваться, а не исключать друг друга.

...И только с прекращением притока вещества, падающего на нейтронную звезду, магнитное поле последней сможет наконец генерировать радиоимпульсы. Как IGR J18245-2452 умудрилась поступить в институт, не выписавшись из детсада?

Согласно материалам наблюдений, нередко после месяца рентгеновского излучения IGR J18245-2452 — через несколько дней — переключалась на радиоизлучение. Единственная модель, описывающая подобные изыски, — это резкое прекращение падения вещества из аккреционного диска нейтронной звезды и стабилизация диска на долгое время. А вот возобновление рентгеновского излучения требует нового цикла поглощения, причём паузы между этими состояниями невелики:

Таким образом, представлявшегося ранее неразрывным процесса, который занимает миллионы лет и считается весьма постепенным, может и не существовать. Похоже, на деле всё более сложно и неоднозначно...

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам НАСА.

Источник: Компьюлента