Астрономам вперше попався надійний кандидат у білий карлик-пульсар

Астрономи виявили першого надійного кандидата в білий карлик-пульсар - ним стало джерело періодичного низькочастотного випромінювання GLEAM-X J162759.5 ‑ 523504.3. Раніше він вважався магнітаром, що повільно обертається, проте розрахунки показують, що білий карлик дозволяє пояснити властивості джерела, не порушуючи фізичних законів. Препринт роботи опублікований на сайті arXiv.org.

Термін «пульсар» спочатку відносився до періодичного когерентного радіовипромінювання від нейтронних зірок, що швидко обертаються, які володіють сильними магнітними полями, яке для земного спостерігача виглядає як регулярне мерехтіння джерела випромінювання. Однак надалі з'ясувалося, що деякі з пульсарів породжують періодичне некогерентне випромінювання в оптичному, рентгенівському і гамма-діапазонах електромагнітних хвиль, що призвело до розширення поняття пульсара.

З перших днів пульсарної астрономії висловлювалися припущення про те, що обертовий замагнічений білий карлик може проявляти активність, подібну до пульсара. На сьогоднішній день відомий тільки один кандидат в білі карлики-пульсари - ним стала AR Скорпіона, що представляє собою подвійну систему з білого і червоного карликів, розташованих на відстані 380 світлових років від Сонця. Від системи реєструється періодичне некогерентне випромінювання в оптичному і радіодієстонах.

Джонатан Кац (Jonathan Katz) з Вашингтонського університету повідомив про те, що виявив кандидата на роль першого справжнього білого карлика-пульсара - ним став періодичний радіотранзієнт GLEAM-X J162759.5 − 523504.3, відкритий в 2020 році за допомогою радіотелескопа MWA (Murchison Widfeield arraarrad. На момент відкриття астрономи вважають, що мають справу з магнітаром із наддовжнім періодом обертання, проте була й альтернативна ідея - білий карлик, що породжує радіоімпульси під час свого обертання.

Період пульсацій транзієнта становить 18,18 хвилин, а його імпульси являють собою низькочастотне (72-215 мегагерц) когерентне випромінювання. У нього немає компаньйону, з яким об'єкт міг би взаємодіяти, проте його період пульсацій в сотні разів більше, ніж у будь-якого з класичних пульсарів. Крім того, якщо GLEAM-X J162759.5 ‑ 523504.3 дійсно класична нейтронна зірка, то вона витрачає власну енергію обертання на випромінювання. У цьому випадку її середня потужність випромінювання перевищує верхню межу потужності її уповільнення більш ніж на порядок. Це фізично неможливо для класичного пульсара, який втрачає не більше одного відсотка енергії обертання у вигляді когерентного радіовипромінювання.

Однак ситуація змінюється, якщо розглядати білий карлик, що володіє моментом інерції на п'ять порядків більше, ніж у нейтронних зірок. У цьому випадку втрати енергії обертання на випромінювання стають достатніми для пояснення спостережуваних властивостей GLEAM-X J162759.5 ‑ 523504.3, а саме випромінювання народжується всередині магнітосфери білого карлика. Якщо об'єкт буде доступний для майбутніх оптичних спостережень, то можна визначити його магнітне поле спектроскопічними або поляриметричними методами і підтвердити або спростувати статус кандидата.

Раніше ми розповідали про те, як астрономи визначили механізм затемнень радіовипромінювання пульсарів- «чорних вдів».