Астрономия

С помощью радиотелескопа FAST группа астрономов и астрофизиков впервые наблюдала необычную звезду-компаньона у миллисекундного пульсара. Эта система, расположенная на расстоянии 26 тысяч световых лет от Земли, состоит из пульсара и «оголенной» гелиевой звезды: она частично затмевает пульсар, проходя между ним и нашей планетой.

Астрономы наблюдают за пульсаром PSR J1928+1815 с 2020 года. Еще на раннем этапе они заметили, что он вращается с чрезвычайно высокой скоростью — период составил всего 10,55 миллисекунды, а радиосигнал периодически исчезает примерно на одной шестой части орбитального периода (то есть на 36 минут из 3,6 часа). Вот почему ученые предположили, что между пульсаром и Землей регулярно проходит объект, блокирующий излучение.

Окончательно прояснить ситуацию удалось, проанализировав данные наблюдений, собранных при помощи радиотелескопа FAST за последние четыре с половиной года. Результаты показали, что пульсар действительно гравитационно связан с компактной звездой-компаньоном, которая, судя по всему, представляет собой редкий тип гелиевых звезд. Обнаружить подобные объекты невероятно трудно: они практически не излучают свет в оптическом и инфракрасном диапазонах, из-за чего остаются «невидимыми» для большинства телескопов.

Хотя теория происхождения миллисекундных пульсаров — нейтронных звезд с периодами вращения менее 30 миллисекунд — изучена не до конца, считается, что свое быстрое вращение они приобрели за счет аккреции вещества от звезды-компаньона. Правда, точный процесс формирования таких систем остается неясным и зависит от начальных масс светил и их эволюции.

Поскольку пульсар PSR J1928+1815 движется по почти идеальной круговой орбите вокруг звездного компаньона (с периодом около 3,6 часа) и очень быстро теряет энергию, авторы научной работы, опубликованной в журнале Science, заключили, что наблюдали завершающий этап эволюции двойной системы, когда звезда-компаньон уже сбросила свою оболочку, создав плотную окружающую среду, частично блокирующую радиосигналы пульсара.

Именно через эту фазу, как и упоминалось выше, проходят двойные системы: одно из светил расширяется и полностью захватывает другое, что по итогу приводит к резкому сближению орбит и быстрой эволюции. Значит, астрономы впервые наблюдали пару миллисекундного пульсара и «оголенной» гелиевой звезды — в прошлом подобные сценарии присутствовали только в теоретических моделях.

Результаты также показали, что масса звезды-компаньона существенно превышает аналогичные значения для других подобных систем и составляет 1-1,6 солнечной массы. В будущем, по мнению авторов новой научной работы, гелиевое светило превратится в массивного белого карлика, а система трансформируется в классическую двойную (пульсар и белый карлик), став потенциальным источником гравитационных волн.