Наблюдение за мерцающими пульсарами поможет в понимании загадочной межзвездной плазмы

Изучив мерцающий пульсар, находящийся в бинарной системе вместе с редким белым карликом, ученые получили возможность составить карту межзвездной плазмы в масштабах Солнечной системы.

Об этом рассказывают в Центре передового опыта ARC по выявлению гравитационных волн (OzGrav), передают OstanniPodii.com.

Пульсары — быстро вращающиеся остатки звезд, которые мигают, как маяк, — время от времени демонстрируют экстремальные изменения яркости. Ученые предполагают, что эти короткие всплески яркости происходят из-за того, что плотные области межзвездной плазмы (горячего газа между звездами) рассеивают радиоволны, излучаемые пульсаром. Однако мы до сих пор не знаем, откуда берутся источники энергии, необходимые для формирования и поддержки этих областей плазмы. Чтобы лучше понять эти межзвездные образования, требуются более подробные наблюдения их мелкомасштабной структуры, и перспективным направлением для этого является сцинтилляция, или "мерцание", пульсаров.

Когда радиоволны пульсара рассеиваются межзвездной плазмой, отдельные волны интерферируют и создают интерференционную картину у нас на Земле. Когда Земля, пульсар и плазма двигаются друг относительно друга, эта картина наблюдается как изменения яркости во времени и частоте: динамический спектр. Это и есть сцинтилляция. Благодаря природе сигналов пульсаров, рассеяние и мерцание происходит в небольших областях плазмы. После специальной обработки динамического спектра исследователи могут наблюдать поразительные параболические особенности, известные как сцинтилляционные дуги, связанные с изображением рассеянного излучения пульсара на небе.

Один конкретный пульсар, названный J1603-7202, испытал экстремальное рассеяние в 2006 году, что делает его интересной целью для изучения этих областей плотной плазмы. Однако траектория пульсара до сих пор не определена, потому что он вращается вокруг другой компактной звезды, называемой белым карликом, по орбите "лицом к лицу", и ученые не имеют альтернативных методов его измерения в этой ситуации. К счастью, сцинтилляционные дуги служат двойной целью: их кривизна связана со скоростью пульсара, а также с расстоянием до пульсара и плазмы. Изменение скорости пульсара при движении по орбите зависит от ориентации орбиты в пространстве. Поэтому в случае пульсара J1603-7202 в недавнем исследовании были рассчитаны изменения кривизны дуг со временем для определения ориентации.

Новости по подобной теме:

		Пульсары могут заставлять темную материю светиться, говорят исследователи
		Экзотические звезды помогли обнаружить гравитационные волны очень низкой частоты
		Аппарат IXPE предоставил новый взгляд на ветровую туманность пульсара Парусов

Полученные замеры для орбиты J1603-7202 значительно улучшили результаты по сравнению с предварительными анализами. Это демонстрирует жизнеспособность сцинтилляции в дополнение к альтернативным методам. Ученые измерили расстояние до плазмы и показали, что она составляет примерно три четверти расстояния до пульсара с Земли. Это не совпадает с положением каких-либо известных звезд или облаков межзвездного газа. Сцинтилляционные исследования пульсаров часто позволяют изучить такие структуры, которые в других случаях остаются невидимыми. Поэтому остается открытым вопрос: что является источником плазмы, рассеивающей излучение пульсара?

Наконец, используя измерения орбиты, ученые могут оценить массу орбитального компаньона J1603-7202, которая составляет примерно половину массы Солнца. Если учесть, что орбита J160-7202 очень круглая, значит, компаньон, скорее всего, является звездным остатком, который состоит из углерода и кислорода — более редкая находка вокруг пульсара, чем распространенные остатки на основе гелия.

Поскольку исследователи имеют практически полную модель орбиты, появилась возможность превратить сцинтилляционные наблюдения J1603-7202 в рассеянные изображения на небе и составить карту межзвездной плазмы в масштабах Солнечной системы. Создание изображений физических структур, вызывающих экстремальное рассеяние радиоволн, может дать нам лучшее понимание того, как формируются такие плотные области и какую роль играет межзвездная плазма в эволюции галактик.

Работа доступна на сервере препринтов arXiv.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

• Пульсары