_
Группа астрономов из США и Австралии обнаружила необычный пульсар
— быстро вращающуюся нейтронную звезду — с пропадающим радиоизлучением.
Стоит сразу
сказать, что кратковременные резкие сбои в периодичности вращения
и прихода импульсов ( так называемые глитчи
) характерны для многих пульсаров и специалистов это уже не удивляет.
Если мысленно исключить глитчи, частота вращения ν будет
постепенно спадать по предсказуемому закону, на который накладываются
небольшие случайные отклонения.
Совсем недавно
учёные выяснили,
что временнoй режим нескольких радиопульсаров довольно чётко описывается
моделью с двумя отдельными скоростями уменьшения ν, различающимися
на ~1%.
Особенно интересен случай пульсара PSR B1931+24, у которого сменяющие
друг друга наблюдаемые скорости роста периода вращения разнятся на
50%: в одном из этих двух состояний, сохраняющихся на несколько дней
или недель, радиопульсации PSR B1931+24 пропадают и перестают регистрироваться
с Земли.
Остаток сверхновой с расположенным в его центре магнетаром 1E 1841–045,
сфотографированный космическим рентгеновским телескопом «Чандра».
Область, в которой находится PSR J1841–0500, отмечена кружком.
( Иллюстрация Astrophysical Journal. )
Новый, ещё более любопытный пульсар PSR J1841–0500 американо-австралийская
группа отыскала при наблюдении остатка сверхновой SNR Kes 73 в созвездии
Щита.
Авторы надеялись зарегистрировать радиоизлучение находящегося в центре
SNR Kes 73 магнетара
1E 1841–045, однако в проведённом ими исследовании на радиотелескопе
Parkes
был выделен только сигнал от PSR J1841–0500, расположенного рядом,
но никак не связанного с остатком сверхновой. Измеренный тогда период
пульсаций равнялся 0,912 с.
В самом конце
2008-го обнаружение PSR J1841–0500 было подтверждено данными с радиотелескопа
Роберта Бёрда. Дальнейшие наблюдения пульсара выявили удивительную
закономерность: до начала 2010 года частота его вращения непрерывно
снижалась, затем он пропал из виду сразу на 580 дней, а при повторном
появлении в августе 2011-го — продолжил снижение частоты с прежней
скоростью. Прошлогодние значения ν, что важно, существенно превосходили
ожидаемые, вычисленные по данным предыдущих лет; иными словами, в
«выключенном» состоянии период вращения PSR J1841–0500 рос гораздо
медленнее, чем во «включенном». Скорости роста различались уже не
на 50, а примерно на 250 процентов.
Большая длительность
периода «выключения» и серьёзные расхождения между двумя скоростями
изменения частоты вращения делают PSR J1841–0500 абсолютно уникальным
объектом. Построить убедительную модель, которая объясняла бы поведение
этого пульсара, теоретики пока не могут. Хотя очевидно, что такие
квантовые сдвиги звезд как то связаны с эфирными измерениями вселенной
и влияют на ход всех эволюционных процессов в масштабе галактики.
Результаты
измерений частоты вращения PSR J1841–0500. Сплошными линиями обозначены
те временные отрезки, на которых радиопульсации фиксировал радиотелескоп
Роберта Бёрда.
Квадратами в нижней части рисунка отмечены даты наблюдений пульсара
в его «выключенном» состоянии. ( Иллюстрация Astrophysical Journal.
)
Зарегистрирован
самый сильный ветер, дующий из чёрной дыры звёздной массы
_ Анализ данных, полученных американской рентгеновской космической
обсерваторией «Чандра»,
позволил обнаружить самый быстрый «ветер», дующий с диска, который окружает
чёрную дыру звёздной массы IGR J17091-3624. Чёрные дыры звёздной массы
рождаются в результате коллапса очень массивных звёзд.
Как правило, они в 5–10 раз тяжелее Солнца. IGR J17091 представляет собой
бинарную систему, в которой звезда, подобная Солнцу, вращается вокруг
чёрной дыры.
Черная дыра IGR J17091-3624 была найдена при помощи космического телескопа
RXTE ( Rossi X-ray Timing Explorer ). Телескоп, работающий в рентгеновском
диапазоне, засек особую структуру излучения, которую часто называют их
сердцебиением.
Объект находится в балдже Млечного Пути в созвездии Скорпиона. Ученым
пока не удалось определить точное расстояние до объекта. Если черная дыра
располагается на расстоянии около 16-20 тысяч световых лет, то её масса
составляет около трех солнечных, что есть нижний теоретический предел
для черных дыр звездной массы. Вместе с тем не исключено, что ученые наблюдают
более удаленную систему на расстоянии до 65 тысяч световых лет. Тогда
её масса может быть и больше. Однако, наиболее вероятное расстояние всё
же составляет около 28-30 тысяч световых лет.
Двойная система IGR J17091-3624 в представлении художника
( изображение NASA / CXC / M. Weiss ).
_ Поток движется со скоростью около 9 тыс.
км/сек ( примерно 3% световой ), то есть почти в 10 раз быстрее,
чем предыдущий рекордсмен. Его можно сравнить с самыми быстрыми ветрами,
рождёнными сверхмассивными чёрными дырами, которые в миллионы и миллиарды
раз тяжелее.
Исследователи пришли ещё к одному неожиданному выводу: ветер может уносить
больше материала, чем чёрная дыра успевает захватывать. «Вопреки распространённому
мнению о том, что чёрные дыры поглощают весь материал, который к ним приближается,
по нашим оценкам, до 95% вещества в диске вокруг IGR J17091 выбрасывается
на ветер», — отмечает ведущий автор Эшли
Кинг из Мичиганского университета ( США ).
"Просто удивительно, что маленькая черная дыра способна на такое.
Это явно какой-то парадокс" - говорит
соавтор исследования Джон М. Миллер ( Jon M. Miller ).
Ветер IGR J17091 дует в разных
направлениях. Он отличается и от джета, который представляет собой поток
материала, выбрасываемого в виде сильно концентрированного пучка перпендикулярно
диску со скоростью близкой к скорости света ( около 98% ).
Газ из нормальной звезды перетекает в черную дыру, формируя вокруг нее
аккреционный диск. Температура газа внутри диска достигает нескольких
миллионов градусов, в результате чего испускается сильнейшее рентгеновское
излучение. Именно это излучение, рентгенограмма которого очень схожа с
ЭКГ человеческого сердца, и позволило обнаружить эту черную дыру.
Хотя сама двойная система IGR J17091-3624 известна астрофизикам еще с
2003 года, когда в ней была зафиксирована вспышка. Система IGR J17091-3624
проявляет активность с периодичностью в несколько лет.
До сих пор был известен лишь один объект с аналогичной рентгенограммой
– двойная звездная система
GRS 1915+105.
На ней фиксируется более десяти четких периодически повторяющихся изображений
с цикличностью от нескольких секунд до нескольких часов. Считается, что
большая часть таких изображений отображает циклы накопления и последующего
выбрасывания материала в неустойчивом аккреционном диске, – и семь таких
же изображений зарегистрировано в рентгенограмме IGR J17091-3624.
Начало второй по счету, вспышки было зафиксировано приборами в феврале
2011 года.
GRS 1915+105 была обнаружена
в 1992 году в созвездии Орла на расстоянии 40 тысяч световых лет. Анализ
данных наблюдения позволил установить, что она представляет собой двойную
систему, состоящую из обычной звезды и черной дыры. Последняя постепенно
ворует массу у соседа и поглощает.
Одновременные наблюдения, проведённые с помощью «Увеличенной
очень большой антенной системы»
( Expanded Very Large Array ). Национальной радиоастрономической обсерватории
США, показали, что при регистрации сверхбыстрого ветра релятивистской
струи нет, хотя она видна в другое время.
Это согласуется с наблюдениями других чёрных дыр звёздных масс, которые
говорят о том, что ветры подавляют джеты. Высокая
скорость получена на основании спектра, зарегистрированного «Чандрой»
в 2011 году. Спектр ионов железа, зафиксированный два месяца назад, дал
иной результат. Вероятно это связано с тем, что скорость ветра меняется.
Астрономы полагают, что такие ветры производятся теми же магнитными полями
в дисках чёрных дыр, которые несут ответственность и за джеты. На результат
влияют геометрия магнитного поля и скорость, с которой материал падает
в чёрную дыру.
Сильное излучение внутренних областей диска, создавая своего рода ветер,
направленный наружу, оттесняет газ, и черная дыра начинает «голодать».
Описанные процессы соответствуют максимуму и минимуму излучения на рентгенограмме
– в промежутках между ними внутренний диск настолько разогревается, что
разрушается и вновь устремляется к черной дыре. Описанный процесс в системе
GRS 1915 занимает – 40 секунд. Аналогичные же процессы в IGR J17091-3624
происходят намного быстрее – всего за 5 секунд!
меню содержание N555 N556 N557
