23.04.2009

Редкий пульсар паразитирует на звёздном скелете

Эта нелепая парочка пустилась в свой странный космический танец несколько миллиардов лет назад. Он — пульсар, уже и не старичок, а фактически мёртвая звезда. Она — и не звезда даже, а только "скелет" от неё. Она изо всех сил кружится вокруг него, пока тот бешено вертится вокруг своей оси. Он потихоньку поедает её. Она, кажется, не против. Такая love story…

Эту систему Ханс Кримм (Hans A. Krimm), астроном из космического центра Годдарда (Goddard Space Flight Center), нашёл ещё 7 июля. В тот день учёный вместе с сотрудниками обнаружил, что орбитальный телескоп Swift зарегистрировал гамма-всплеск (он для этого и был запущен) в направлении центра нашей Галактики.

Источник излучения, находящийся в созвездии Стрельца на расстоянии в 25 тысяч световых лет от нас, назвали SWIFT J1756.9-2508. Спустя шесть дней его начал изучать другой аппарат — RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer), отправленный в космос ещё в конце XX века для исследования источников рентгеновских всплесков. Длилась вспышка около 13 суток.

Проанализировав данные этих аппаратов, учёные обнаружили, что из той самой области поступает рентгеновское излучение, меняющееся с очень большой частотой — в среднем 182,07 импульса в секунду. Сомнений нет: там находится так называемый миллисекундный пульсар — нейтронная звезда, вращающаяся с очень малыми периодами, не превышающими 30 миллисекунд.

К слову, миллисекундные пульсары — крайне редкие находки. SWIFT J1756.9 (будем для краткости называть его так) — всего лишь восьмой по счёту.

Нейтронная звезда — это один из конечных этапов звёздной эволюции. В этом состоянии звезда состоит из нейтронов и только снаружи покрыта железно-никелевой корой. Нейтронные, как и любые другие звёзды, вращаются. Темп их вращения обычно уменьшается со временем. Некоторые, напротив, начинают крутиться быстрее, и к таким ускоряющимся объектам относятся, в частности, миллисекундные пульсары.

Исследовав SWIFT J1756.9, Крэйг Марквардт (Craig B. Markwardt), другой годдардовский астроном, вместе с Криммом руководивший работой, обнаружил, что данный пульсар со временем становится то ближе к нам, то дальше. Причина этого оказалась в наличии некоего объекта-компаньона, вращающегося вокруг пульсара.

Сделав ряд вычислений, Марквардт выяснил, что этот сосед представляет собой нечто нестандартное. Обычно если что и вращается вокруг пульсара, то это другая "нормальная" звезда, находящаяся на той или иной стадии развития.

Правильнее будет сказать, что эти объекты движутся вокруг общего центра тяжести, находящегося ближе к пульсару — такое движение астрономы часто сравнивают с танцем. Теоретически, вторым объектом может быть и другой пульсар, однако нынешним звездочётам известен всего один такой случай.

Как сообщают исследователи в своей статье, которая в скором времени выйдет в журнале Astrophysical Journal Letters (здесь доступен её препринт-вариант), "коллега" пульсара удивительно мал. Система SWIFT J1756.9 недоступна для прямого детального наблюдения, поэтому массу компаньона нельзя узнать точно. Зато учёные установили пределы, в которых она может находиться — всего от 7 до 30 масс Юпитера. Далеко не звёздный вес…

Дальнейшее исследование показало, что причина такого расклада кроется в неуёмном аппетите пульсара. На протяжении долгого времени он стягивал материал со звезды, накручивая его вокруг себя, чем и довёл её до такого невероятного "похудания".

"Это просто скелет звезды, — утверждает Марквардт. — Пульсар сожрал её внешнюю оболочку, и всё, что осталось — это сердцевина, богатая гелием". Выходит, это даже и не планемо…

"В сущности, это белый карлик, который уменьшился до объекта планетарной массы", — говорит участник исследования Кристофер Делойе (Christopher Deloye), астрофизик из Северо-западного университета (Northwestern University).

Реконструируя прошлое системы, учёные пришли к выводу, что несколько миллиардов лет назад она состояла из двух "полноценных" звёзд. Одна была очень массивной, а вторая поменьше — максимум раза в три больше Солнца, а то и такая же, как оно.

Массивная звезда эволюционировала очень быстро и взорвалась в виде сверхновой, оставив вместо себя нейтронную звезду — это и есть пульсар SWIFT J1756.9. Маленькая же взорваться просто не могла и с горя начала пухнуть, помаленьку превращаясь в красного гиганта. Дело дошло до того, что её оболочка разрослась так, что поглотила соседа.

Пульсар, конечно, из-за этого ничуть не пострадал: известно, что после подобного события может остаться в живых и коричневый карлик, и даже планета. Но это "погружение" привело к потере вращательной энергии, из-за чего объекты подошли друг к другу ближе.

В результате такой близости звезда смогла в полной мере "почувствовать" на себе гравитацию пульсара, который сейчас имеет 1,4 солнечных массы. Её вещество было, очевидно, очень сильно рассредоточено в пространстве и слабо удерживалось её гравитацией, поэтому оно начало понемногу перекочёвывать в аккреционный диск вокруг пульсара.

Временами поток материи со звезды-растеряхи, по мнению учёных, становится очень нестабильным, и на пульсар падают огромные массы газа. Это и приводит к взрывам, подобным тому, что произошёл в июне.

Вот только раньше таких катаклизмов у SWIFT J1756.9 не было — по крайней мере, в имеющихся архивных данных астрономы их не нашли. Впрочем, как добавил Крэйг Марквардт, неизвестно также, скоро ли система надумает "рвануть" повторно.

А тем временем пульсар всё продолжает "паразитировать", по-прежнему отбирая материал у своей и без того тощей соседки. Астрономы очень переживают: "Выживет ли она?" Непонятно, правда, что именно они имеют в виду.

Исследователи говорят, что сама по себе данная находка не уникальна. Науке известен ряд пульсаров, под действием которых соседствующие с ними звёзды теряют массу. Но, по словам Дипто Чакрабарти (Deepto Chakrabarty), участника исследования из Массачусетского технологического института (MIT), случай SWIFT J1756.9 просто экстремальный.

События, бушевавшие и бушующие вокруг этой системы, Ханс Кримм сравнил с тяжёлой схваткой. Но ничего с этим не поделаешь. "Такова природа", — сокрушённо добавил он.

Источники:

1. MEMBRANA