Плотное шаровое звездное скопление около центра нашей Галактики Млечный Путь содержит гудящий улей быстро вращающихся миллисекундных пульсаров, согласно астрономам, которые обнаружили 21 новый пульсар в скоплении с помощью 100-метрового Роберта Национального научного фонда. Скопление, названное Терзан 5, теперь держит рекорд для пульсаров, с 24, включая три, известные до наблюдений GBT.
«Мы смотрим джекпот, когда смотрим на этот кластер», - сказал Скотт Рэнсом, астроном Национальной радиоастрономической обсерватории в Шарлоттсвилле, Вирджиния. «Мало того, что в этом кластере много пульсаров - и мы все еще ожидаем найти в нем больше - но пульсары в нем очень интересны. Они включают в себя по меньшей мере 13 в двоичных системах, две из которых являются затменными, и четыре наиболее быстро вращающихся пульсара, известных в любом шаровом скоплении, причем два самых быстрых вращаются почти 600 раз в секунду, примерно так же быстро, как бытовой блендер », - добавил Рэнсом. , Рэнсом и его коллеги сообщили о своих выводах на встрече Американского астрономического общества в Сан-Диего, Калифорния, и в онлайн-журнале Science Express.
Ожидается, что многочисленные пульсары звездного скопления дадут новую информацию не только о самих пульсарах, но и о плотной звездной среде, в которой они находятся, и, возможно, даже о ядерной физике, считают ученые. Например, предварительные измерения показывают, что два пульсара более массивны, чем допускают некоторые теоретические модели. «Все эти экзотические пульсары будут занимать нас долгие годы», - сказал Джейсон Хессельс, аспирант Университета Макгилла в Монреале.
Шаровые скопления представляют собой плотные скопления, насчитывающие до миллионов звезд, причем все они образовались примерно в одно и то же время. Пульсары - это вращающиеся сверхплотные нейтронные звезды, которые вращаются вокруг маяка, излучающего радиоволны или свет вокруг. Нейтронная звезда - это то, что остается после того, как массивная звезда взорвется как сверхновая в конце своей жизни.
Пульсары в Terzan 5 являются продуктом сложной истории. Звезды в скоплении сформировались около 10 миллиардов лет назад, говорят астрономы. Некоторые из самых массивных звезд в скоплении взорвались и оставили нейтронные звезды в качестве своих остатков всего через несколько миллионов лет. Обычно эти нейтронные звезды больше не воспринимаются как быстро вращающиеся пульсары: их вращение замедлялось бы из-за «сопротивления» их интенсивных магнитных полей, пока эффект «маяка» больше не наблюдался.
Однако плотная концентрация звезд в скоплении дала новую жизнь пульсарам. В ядре шарового скопления до миллиона звезд могут быть упакованы в объем, который легко поместится между Солнцем и нашей ближайшей соседней звездой. В таких близких кварталах звезды могут проходить достаточно близко, чтобы образовать новые двойные пары, разделить такие пары, и двойные системы могут даже торговать партнерами, как сложный космический танец. Когда нейтронная звезда соединяется с «нормальной» звездой-компаньоном, ее сильное гравитационное притяжение может оттянуть материал от спутника на нейтронную звезду. Это также передает часть спина или углового момента спутника нейтронной звезде, тем самым «рециркулируя» нейтронную звезду в быстро вращающийся миллисекундный пульсар. В Терзане 5 все обнаруженные пульсары быстро вращаются в результате этого процесса.
Астрономы ранее обнаружили три пульсара в Терзане 5, на расстоянии около 28 000 световых лет в созвездии Стрельца, но подозревали, что их было больше. 17 июля 2004 года Рэнсом и его коллеги использовали GBT и в 6-часовом наблюдении обнаружили 14 новых пульсаров, самый большой из когда-либо обнаруженных за одно наблюдение.
«Это стало возможным благодаря большой чувствительности GBT и новым возможностям нашего внутреннего процессора», - сказала Ингрид Лестирс, профессор Университета Британской Колумбии в Ванкувере. Процессор, названный, соответственно, Pulsar Spigot, был построен в сотрудничестве между NRAO и Калифорнийским технологическим институтом. Процессор, который генерирует почти 100 гигабайт данных в час, позволил астрономам собирать и анализировать радиоволны в широком диапазоне частот (1650-2250 Мегагерц), повышая чувствительность своей системы.
Еще восемь наблюдений в период с июля по ноябрь 2004 года обнаружили семь дополнительных пульсаров в Терзане 5. Кроме того, данные астрономов свидетельствуют о наличии еще нескольких пульсаров, которые еще предстоит подтвердить.
Дальнейшие исследования пульсаров в Terzan 5 помогут ученым понять природу скопления и сложные взаимодействия звезд в его плотном ядре. Кроме того, некоторые из пульсаров предлагают богатый выход новой научной информации. Ученые подозревают, что один пульсар, который показывает странные затмения его радиоизлучения, недавно обменял свой оригинальный двоичный спутник на другого, а два других имеют спутников белого карлика, которые, по их мнению, могли быть получены в результате столкновения нейтронной звезды и звезда красного гиганта. Тонкие эффекты, наблюдаемые в этих двух системах, могут быть объяснены общей релятивистской теорией гравитации Эйнштейна и указывают на то, что нейтронные звезды более массивны, чем позволяют некоторые теории. Материал в нейтронной звезде такой же плотный, как и в атомном ядре, поэтому этот факт имеет значение как для ядерной физики, так и для астрофизики.
«Обнаружение всех этих пульсаров было чрезвычайно захватывающим, но волнение действительно только началось», - сказал Рэнсом. «Теперь мы можем начать использовать их в качестве богатой и ценной космической лаборатории», - добавил он.
Помимо Ransom, Hessels и Stairs в исследовательскую группу вошли Пауло Фрейре из Обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико, Фернандо Камило из Колумбийского университета, Виктория Каспи из Университета Макгилла и Дэвид Каплан из Массачусетского технологического института.
Национальная радиоастрономическая обсерватория является учреждением Национального научного фонда, работающим по соглашению о сотрудничестве с Associated Universities, Inc. Исследования пульсаров также были поддержаны Канадским фондом инновационных, научных и инженерных исследований Канады, Квебекским фондом исследований природы и технологии, Канадский институт перспективных исследований, Канадская программа научных исследований и Национальный научный фонд.
Источник: пресс-релиз НРАО
