Пульсар внезапно «затормозился»

Галактические источники импульсного радиоизлучения, получившие название «пульсары», иногда называют также «часовыми эталонами Вселенной» — благодаря исключительно стабильной частоте испускаемых ими импульсов. Однако, как выяснилось, такое определение не всегда отображает реальность.

Пульсары представляют собой разновидность нейтронных звезд — сверхплотных объектов размерами не более нескольких десятков километров, возникающих при гравитационном коллапсе массивных звезд в конце их жизненного цикла. Они генерируют мощное излучение в широком диапазоне спектра, исходящее узкими конусами из района их магнитных полюсов. Если при вращении нейтронной звезды вокруг своей оси в таком конусе оказывается Земля — мы наблюдаем импульс излучения, наподобие вспышки маяка.

Скорость вращения пульсаров постепенно падает, но очень медленно (и в основном предсказуемо), что и дает ученым основание называть эти объекты «космическими часами».

Однако бывает, что сверхнадежная «небесная механика» дает сбой. Короткопериодический молодой пульсар B0540-69 в Большом Магеллановом Облаке после 27 лет вращения со стабильной угловой скоростью в декабре 2011 г. неожиданно резко уменьшил ее на 36%. Обнаружить это удалось благодаря анализу наблюдений космических телескопов Swift и RXTE. Если астрономы смогут выяснить причины такого непредсказуемого поведения, это поможет им лучше понять причины высокой стабильности вращения других нейтронных звезд, а также механизмы возникновения их излучения.

Возраст пульсара можно вычислить на основе того, как быстро замедляется его вращение (то есть по скорости торможения). Молодые пульсары вращаются гораздо быстрее старых, но они быстрее и тормозятся, активнее расходуя свою энергию на излучение. Таким методом было определено, что возраст B0540-69 составляет всего лишь около 1700 лет. Теперь эти оценки, возможно, придется пересмотреть: по всей видимости, этот объект относится к категории нерегулярных, способных по неизвестным причинам переходить из одного состояния в другое. В «основном режиме» такие пульсары излучают радиоволны очень слабо и замедляют свое вращение постепенно. Однако время от времени они начинают светиться намного ярче и тормозятся значительно сильнее. Ранее подобные «переключения» наблюдались только у более старых, тусклых объектов, и неожиданный «сдвиг» скорости вращения B0540-69 стал большим сюрпризом для ученых.

Возможным «виновником» этого события может быть магнитное поле пульсара. Во «включенном» состоянии оно заполняется плазмой — высокоэнергетическими заряженными частицами (электронами и протонами), которые порождают мощное радиоизлучение. При «выключении» конфигурация магнитного поля меняется таким образом, что позволяет плазме просачиваться сквозь него, генерируя мало радиоволн. Дальнейшие наблюдения B0540-69 смогут подтвердить такое объяснение, или же ученым придется искать иное.

Категоризация B0540-69 как «прерывистого» заставила астрономов присмотреться к нему внимательнее. Вообще уникальные свойства пульсаров позволяют использовать их для проверки различных физических теорий — например, Общей теории относительности (и, в частности, для поиска предсказанных ею гравитационных волн), а также ответить на многие фундаментальные вопросы — в частности, о том, что собой представляет сверх