Радіотелескоп FAST побачив плазмове лінзування радіовипромінювання пульсара-чорної вдови

Астрономи за допомогою радіотелескопа FAST побачили рідкісне явище в подвійній системі PSR J1720-0533 з пульсаром-чорною вдовою - лінзування радіовипромінювання нейтронної зірки хмарою плазми в системі. Це лише п'ятий випадок подібних спостережень. Розмір хмари-лінзи оцінюється в 2300 кілометрів. Стаття опублікована в.

Пульсари-чорні вдови являють собою незвичайну підгрупу нейтронних зірок, які знаходяться в тісних подвійних системах, де їх компаньйоном виступає маломасивна зірка. Ці компактні об'єкти придбали високу швидкість обертання за рахунок аккреції речовини з зірки-компаньйона, при цьому поступово руйнують її за рахунок пульсарного вітру. Завдяки цьому вони і придбали свою назву на честь виду земних павуків. Можливо подібні системи є нащадками маломасивних рентгенівських подвійних після припинення аккреції речовини на пульсар.

Виділяють два типи пульсарів-павуків, які розрізняються масами зірок-компаньйонів - 0,2 ‑ 0,4 маси Сонця в разі RB-пульсарів (названі на честь червоноспинних павуків) і 0,01 ‑ 0,05 маси Сонця в разі BW-пульсарів (названі на честь звичайної чорної вдови). Існує кілька теорій, що описують природу затемнень, проте досі у вчених немає єдиної думки з цього приводу.

Група астрономів на чолі з Ван Шуанцяном (Wang Shuangqiang) з Сіньцзянської астрономічної обсерваторії опублікувала результати аналізу даних спостережень за пульсаром-чорною вдовою PSR J1720-0533 в радіодієстоні за допомогою наземного 500-метрового радіотелескопа FAST в серпні минулого року. Період обертання пульсара становить 3,26 мілісекунди, він входить в систему з орбітальним періодом 3,16 години, а його компаньйоном виступає зірка з масою 0,034 маси Сонця. Система знаходиться на відстані 622 світлових роки від Сонця.

Дослідники помітили, що під час початкової фази затемнення спостерігалися квазіперіодичні варіації випромінювання радіоімпульсів з періодом модуляції 22 секунди, які не фіксувалися під час фінальної фази затемнення. Ці результати можна пояснити явищем лінзування випромінювання хмарою плазми, розміром 2300 кілометрів. Подібні явища спостерігалися лише для чотирьох пульсарів-павуків. Крім того, дані спостережень свідчать про наявність у затмінному середовищі магнітного поля на рівні 8 гаусс. Вчені також розрахували швидкість втрати маси зіркою-компаньйоном під дією пульсарного вітру, яка склала 10^-12 мас Сонця на рік. У цьому випадку зірка буде повністю зруйнована через 10¹⁰ років.

Раніше ми розповідали про те, як астрономи визначили можливий механізм затемнень радіовипромінювання пульсара-чорної вдови в системі PSR J1544 + 4937.