Обнаружен необычный источник рентгеновского излучения у редкого пульсара

NASA впервые выявило источник рентгеновского излучения у редкой двойной системы: это не диск аккреции, как считалось, а мощный пульсарный ветер, сталкивающийся с материей. Новые данные помогают по-другому взглянуть на механизмы излучения нейтронных звезд.

Иллюстрация, изображающая центральные области двойной системы PSR J1023+0038, включая пульсар, внутренний аккреционный диск и пульсарный ветер.

Источник: University of Milan

Астрономы давно ломали голову над тем, откуда в системе PSR J1023+0038 берется излучение. Этот пульсар, вращающийся 592 раза в секунду, взаимодействует с соседней звездой и окружен газовым диском. Ранее считалось, что именно этот диск нагревается и испускает рентгеновское излучение. Однако данные с телескопа IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer), запущенного NASA в декабре 2021 года, показали, что источник излучения находится в другом месте.

В ходе наблюдений команда из США, Италии и Испании сделала вывод: рентгеновское излучение идет от «пульсарного ветра» — потока частиц и магнитных полей, выбрасываемых с огромной скоростью. Этот ветер сталкивается с веществом аккреционного диска, создавая зону столкновения, где возникает синхротронное излучение. Результаты опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Схема показывает, как формируется поляризованное излучение в высоком режиме работы пульсара J1023. Поток частиц от нейтронной звезды (NS) сталкивается с внутренней частью аккреционного диска, создавая область столкновения (оранжевая зона), откуда испускаются рентгеновские (черные стрелки) и оптические (красные стрелки) фотоны. Магнитное поле в этой зоне включает как тороидальные, так и полоидальные компоненты — при этом постоянный угол поляризации указывает на доминирование полоидального поля, то есть направленного вдоль оси вращения пульсара. Угол поляризации измеряется по направлению электрического вектора в небе относительно север-юг.

Источник: Astrophysical Journal Letters

Ключевую роль сыграли измерения поляризации света: IXPE зафиксировал, как ориентированы колебания света в рентгеновском и в оптическом диапазонах, а Very Large Telescope в Чили добавил оптическую поляризацию. Угол поляризации совпал — это значит, что источником излучения в обоих диапазонах служит один и тот же механизм. Дополнительные наблюдения провели обсерватории NICER, Swift и в VLA в Нью-Мексико.

IXPE впервые измерила рентгеновскую поляризацию

Источник: NASA

Это первое прямое подтверждение того, что в таких системах пульсарный ветер может быть главным источником излучения. В отличие от «обычных» нейтронных звезд, где свет идет от горячего газа, здесь его создает взаимодействие ветра и диска. Учитывая, что PSR J1023+0038 — переходный миллисекундный пульсар, это открытие поможет понять, как эволюционируют подобные объекты, и что именно определяет их активность.

Ранее Наука Mail сообщала о результатах работы другой обсерватории: необычный сигнал, который зафиксировала обсерватория LIGO, оказался крупнейшим слиянием черных дыр.