Астрофизиков озадачил странный радиоисточник, который резко изменил скорость вращения

В 2006 году астрофизики открыли новый тип космических объектов, которые испускают импульсы радиоизлучения с гораздо меньшей частотой, чем ожидалось. Эти источники получили название «длиннопериодные радиотранзиенты» (transient radio bursts). Они характеризуются необычайно длинными периодами вращения, от нескольких минут до часа.

Излучение, испускаемое радиотранзиентами, очень похоже на излучение, которые испускают радиопульсары — класс нейтронных звезд. Поэтому некоторые ученые рассматривают радиотранзиенты в качестве нейтронных звезд.

Новые источники поставили ученых в тупик, ведь ранее считалось, что импульсы радиоизлучения прекращаются, если вращение радиоисточника замедляется — на один оборот у него начинает уходить больше минуты. В таком случае объект пересекает «линию смерти» — критический порог, за которым из-за малой скорости вращения либо слабого магнитного поля нейтронная звезда больше не производит импульсы. Правда, такого рода события исследователи еще ни разу не наблюдали.

Основной вопрос, который волнует ученых: как подобного рода объекты продолжают излучать в радиодиапазоне, несмотря на столь медленное вращение? Ответа пока нет.

Нейтронные звезды генерируют потоки радиоизлучения, которое приходит на Землю в виде периодически повторяющихся всплесков — так называемых импульсов. Происходит это из-за вращения магнитных полюсов нейтронных звезд. Наблюдателю кажется, что излучение от источника мигает — то исчезает, то появляется снова, причем такая «пульсация» возникает с устойчивой периодичностью.

В 2024 году Международная команда астрофизиков под руководством Маниша Калеб (Manisha Caleb) из Сиднейского университета (Австралия) открыла необычный долгопериодический источник радиоизлучения ASKAP J1935+214, который вращался очень медленно — делал один оборот каждые 53,8 минуты.

По словам исследователей, ASKAP J1935+214 находится на расстоянии примерно 13 тысяч световых лет от Земли и, вероятно, имеет диаметр от 10 до 20 километров. В периоде радиотранзиента ученые зафиксировали три различных состояния: сильный поляризованный импульс длиной 10-50 секунд, более слабый (в 26 раз) импульс длиной 370 миллисекунд и затем интервал без импульсов.

Теперь Калеб и ее коллеги сообщили, что ASKAP J1839-0756 стал вращаться с новой рекордно низкой скоростью — один оборот за 6,45 часа, что нетипично для радиотранзиентов. При этом он продолжает излучать в радиодиапазоне. Ни один известный космический радиоисточник ранее не показывал подобного поведения. Кроме того, авторы научной работы рассказали еще об одной странности объекта.

Обычно излучение нейтронной звезды осуществляется в виде двух сравнительно узких лучей со стороны одного из магнитных полюсов. Но у ASKAP J1839-0756 все иначе. Источник испускает дополнительные импульсы со второго противоположного магнитного полюса. Этот дополнительный сигнал более слабый, его называют «интеримпульсом», так как он появляется ровно между основными импульсами. ASKAP J1839-0756 — первый такого рода объект с интеримпульсом.

Сперва команда Калеб предположила, что новый источник — намагниченный белый карлик — несостоявшаяся нейтронная звезда, которой не хватило массы, чтобы превратиться в нейтронную звезду. Похожие состояния характерны для белых карликов. Однако исследователи еще ни разу не регистрировали радиоизлучение напрямую от таких объектов.

Затем исследователи предположили, что ASKAP J1839-0756 — магнетар, редкий класс нейтронных звезд с магнитным полем, которое в триллионы раз сильнее, чем у самых мощных МРТ-аппаратов на Земле. Ранее ученые открывали медленные магнетары, делающие оборот вокруг своей оси за 6,67 часа, но ни один из них не излучал радиоволны на столь низких частотах, как ASKAP J1839-0756.

«Этот объект полностью меняет наше представление о механизмах излучения радиоволн у нейтронных звезд. Если это магнетар, то он, определенно, уникален», — пояснила Калеб.

Авторы научной работы отметили, что в ближайшем будущем из-за нетипичных характеристик ASKAP J1839-0756 ученым придется пересмотреть накопленные за 60 лет знания о формировании нейтронных звезд и переосмыслить современные представления об эволюции этих тел.

Результаты исследования команды Калеб опубликованы в журнале Nature Astronomy.