Недавно ученые составили подробную карту луны Сатурна Титана. Благодаря современным технологиям и роботизированным аппаратам, которые мы отправляем в космос начиная с 1970-х годов прошлого века, далекие миры перестали быть неизвестными территориями. Так, в любой момент каждый из нас может ознакомиться с картами Марса, Луны и других миров Солнечной системы. Теперь же астрономам удалось создать нечто по-настоящему изумительное — первую в истории “карту” поверхности нейтронной звезды-пульсара. Об этом ученые сообщили в пресс-релизе серии статей. Оказалось, эти небесные объекты не так просты, как мы думали.

Летом 2017 года инструмент NASA NICER пристыковался к Международной космической станции. С его помощью ученые проводят астрофизические наблюдения. NICER является частью исследовательской программы NASA Explorer и был создан с целью изучения недр нейтронных звезд. Так, аппарат улавливает излучение, которое испускают пульсары.

Пульсары — маяки Вселенной. Эти крошечные компактные объекты являются нейтронными звездами — остатками некогда массивных звезд, которые быстро вращаются, испуская излучение в космос. В ходе работы исследователи вели наблюдения за пульсаром J0030+0451 или J0030 для краткости, который их озадачил. Дело в том, что объект, по-видимому, имеет только две-три горячих точки в южном полушарии. Полученные результаты бросают вызов представлению астрономов о внешнем виде пульсаров и открывают возможность узнать больше об этих экстремальных объектах.

Находясь на внешней стороне Международной космической станции NICER ищет рентгеновские лучи от экстремальных астрономических объектов, таких как пульсары. В серии работ, опубликованных в «Astrophysical Journal Letters», NICER вел наблюдения за пульсаром J0030, который находится на расстоянии 1100 световых лет от Земли в созвездии Рыб. Две команды — из университета Амстердама и университета Мэриленда — длительное время наблюдали за рентгеновским излучением J0030, чтобы нанести на карту поверхность пульсара и измерить его массу. Обе команды пришли к неожиданным выводам.

Если вы хотите больше узнать о нашей Вселенной, обязательно подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен

Как создавали карту пульсара

Пульсары, подобно черным дырам, представляют собой чрезвычайно плотные, но очень маленькие объекты. Их огромная гравитация огибает пространство-время вокруг них, давая нам представление о дальней стороне пульсара, даже когда они вращаются вне поля зрения. Из-за этого пульсары могут казаться немного больше, чем есть на самом деле. Поскольку NICER может наблюдать за прибытием рентгеновских лучей от пульсара с предельной точностью, исследователи смогли составить карту поверхности звезды и узнать ее размер. Так, обе группы определили, что масса пульсара J0030 в 1,3-1,4 раза больше массы Солнца, а его диаметр составляет примерно 26 километров (Солнце простирается чуть более чем на 1,3 млн.км).

Затем астрономы посмотрели на карту расположения горячих точек на поверхности J0030. Простое учебное изображение, используемое для описания пульсаров, показывает эти объекты с двумя горячими точками, по одному на каждом из магнитных полюсов. Когда звезда вращается, горячие точки испускают излучение в космос тонкими лучами, как маяк. Если один или оба луча проходят над Землей, астрономы наблюдают пульсар. Исследователи ожидали увидеть горячую точку возле северного полушария пульсара, которое направлено на Землю. Картирование горячих точек потребовало моделирования на суперкомпьютере, чтобы понять, с какого участка поверхности звезды исходили рентгеновские лучи, полученные NICER. Суперкомпьютер справился с задачей менее, чем за месяц.

 

Исследователи из амстердамского университета пришли к выводу, что на пульсаре есть одно маленькое круглое пятно и одно пятно в форме полумесяца, вращающееся вокруг его более низких широт. Команда из университета Мэриленда обнаружила, что рентгеновские лучи могут исходить из двух овальных пятен в южном полушарии, а также из одного более холодного пятна вблизи южного полюса звезды. Тем не менее, полученные результаты свидетельствуют о том, что пульсары — явление намного более сложное, чем первоначально предполагалось. В будущем астрономы продолжат наблюдения за другими пульсарами с помощью NICER, чтобы узнать больше об этих таинственных объектах.