Ученые обнаружили в космосе настоящего оборотня, причем не в погонах, а в… нейтронах! Речь идет о пульсаре, который постоянно меняет характер своего излучения — с рентгеновского на радиоволны, и наоборот. Прежде считалось, что такое возможно только через миллионы лет, однако обнаруженная нейтронная звезда демонстрирует это несколько раз в год.
Как мы помним, пульсарами называются постоянные источники космического излучения, которое приходит на Землю в виде периодических всплесков (то есть импульсов). В семействе пульсаров есть те, кто посылает нам гамма-лучи, а также оптическое, радиоизлучение и рентгеновское. О последнем типе пульсаров известно лучше всего — как правило, они почти всегда представляют собой двойную систему, где нейтронная звезда соседствует с обычной.
Собственно говоря, именно из-за такого интересного соседства и возникает то самое рентгеновское излучение — точнее говоря, его провоцирует "нехорошее" поведение нейтронной звезды. Дело в том, что эта космическая "рецидивистка" постоянно перетаскивает на себя вещество, украденное у своей соседки. В основном это звездный газ — ну, а чем еще можно разжиться у звезды? Так вот, когда нейтронная звезда накапливает большое количество такого газа, то он образует вокруг нее аккреционный диск, который постепенно разрушается на участках, близких к звезде (ведь плазма, в которую превращается этот нагретый до высоких температур газ, не может идти поперек силовых линий магнитного поля светила).
Ну, а раз нельзя поперек, то плазме из разрушающегося края диска ничего не остается, как падать вдоль силовых линий. Поступая таким образом, она достигает поверхности нейтронной звезды в районе полюсов. Соприкосновение же с ними настолько разогревает эту плазму, что она провоцирует запуск поверхностной термоядерной реакции, которая и дает рентгеновское излучение. Именно это излучение как раз и фиксируют приборы земных астрофизиков.
Читайте также: Пульсар-хулиган раздел звезду до алмаза
А вот радиопульсары — это совершенно другие объекты. Во-первых, в основном это одиночные нейтронные звезды, которые ни у кого ничего не воруют. Во вторых, у них никогда не бывает поверхностной термоядерной реакции — они генерируют радиосигналы совсем по другому. Считается, что при вращении с поверхности такой нейтронной звезды постоянно вырываются элементарные частицы, которые в сильном магнитном поле рождают вторичную плазму. Она начинает вращаться вместе с магнитным полем, силовые линии которого вблизи полюсов остаются незамкнутыми. Таким образом, плазма, образующаяся вблизи этих самых магнитных полюсов, удаляется от пульсара вдоль магнитных силовых линий, генерируя при этом радиосигналы.
Как видите, рентгеновские и радиоизлучающие пульсары — это совершенно разные объекты. Однако, как это не странно, первые могут превращаться в последних. Традиционно считалось, что для этого нужно много времени: чтобы прекратить излучать в рентгеновском диапазоне, такой паре нужно закончить перетаскивание вещества с обычной звезды на нейтронную, а на это уходит много миллионов лет. Обратные же случаи, то есть превращения радиопульсаров в рентгеновские, до последнего времени ученым известны не были.
Однако недавно группа астрономов во главе с Алессандро Папитто из Каталонского института космических исследований (Испания) выяснила, что нейтронные звезды могут превращаться из радиопульсаров в рентгеновские пульсары за чрезвычайно малое время. Более того, судя по всему, возможен и обратный переход. На такую мысль исследователей навело изучение нейтронной звезды IGR J18245-2452, что находится в скоплении М28 в созвездии Стрельца на расстоянии 18 тыс. световых лет от Солнца.
История этой звезды весьма необычна — ее открыли в 2005 году, причем описали как радиопульсар. Чуть позже совсем другая группа астрономов, не знакомая с работой первооткрывателей, описала ее уже как рентгеновский пульсар. Интересно, что потом, сверив данные о местоположении объекта, ученые из обеих групп пришли к выводу, что речь идет об одном объекте. Но это еще ничего — подняв архивную информацию по наблюдениям нескольких телескопов, астрономы из группы Папитто выяснили, что эта звезда вообще меняет характер своего излучения по несколько раз в год!
Так было установлено, что часто после месяца рентгеновского излучения IGR J18245-2452 переключалась на радиоизлучение. А потом проходило еще несколько дней, и звезда начинала опять генерировать рентгеновские лучи. Но как такое может быть? "Все это особенно интригует, поскольку радиоимпульсы не приходят от рентгеновских пульсаров, а рентгеновское излучение должно прекратиться задолго до того, как начнется радиоизлучение" — комментирует ситуацию ведущий автор исследования прфессор Алессандро Папитто.
Для того, чтобы разобраться с этим вопросом, ученые построили модель поведения этого космического "оборотня", которая предложила следующий механизм смены излучения. Выяснилось, что в ситуации, когда поток плазмы из разрушающегося аккреционного диска вдруг прекращается, то звезда какое-то время может начать генерировать радиоимпульсы — ведь плазма с ее поверхности улетучивается постоянно. Таким образом рентгеновский пульсар на время становится радиоизлучающим. Ну, а когда падение плазмы из диска на полюса возобновится, то звезда вновь станет испускать рентгеновские лучи.
Ну, а по какой же причине прекращается поступление вещества из диска на звезду? Ученые предполагают, что это связано с циклами поглощения нейтронным светилом новой порции плазмы, которую эта звезда ворует у своей соседки. В то время, когда приходит новая порция "краденного", вещество из диска начинает падать на полюса. А вот, когда подпитки извне нет, этот процесс останавливается, и пульсар начинает генерировать радиоимпульсы.
Читайте также: Пульсары стареют из-за воровства
Получается, что на самом деле рентгеновские и радиопульсары не разделяет пропасть, для перехода через которую требуются миллионы лет. Эти объекты могут превращаться друг в друга и за более короткий срок. Судя по всему, способность испускать рентгеновские лучи и радиосигналы есть у всех соответствующих пульсаров — это просто разные стадии их жизненного цикла, которые чередуются…
Все самое интересное читайте в рубрике "Наука и техника"