В Малом Магеллановом Облаке найден необычный рентгеновский пульсар

Астрономы из Европы, США, Китая и Мексики отыскали в Малом Магеллановом Облаке пульсар SXP 1062 с чрезвычайно большим периодом вращения.

Целью исследований, в ходе которых был открыт необычный пульсар, стала область звездообразования NGC 602 в созвездии Тукана, содержащая три звёздных скопления (NGC 602А, В и С). Наблюдения этой области орбитальные обсерватории «Чандра» и XMM-Newton выполнили в начале 2010-го, а при обработке собранных данных учёные отметили рентгеновский источник, расположенный рядом с NGC 602А.

Поскольку кривая блеска нового источника обнаружила пульсации с периодом в 1 062 с, SXP 1062 классифицировали как рентгеновский пульсар. Объекты такого типа, напомним, представляют собой быстро вращающиеся нейтронные звёзды, которые входят в состав тесной двойной системы. Вещество их «обычного» звёздного соседа постепенно переходит к пульсарам, и именно этот аккреционный механизм обеспечивает характерную для них высокую рентгеновскую светимость.

Исследование компаньона SXP 1062, обозначаемого как 2dFS 3831, астрономы провели в оптическом диапазоне с помощью спектрографа FLAMES, установленного на «Очень большом телескопе». По результатам работы был сделан вывод о том, что 2dFS 3831 относится к Be-звёздам — светилам ранних спектральных классов с линиями водорода в спектре испускания. Следовательно, пульсар и его компаньон образуют так называемую Be/рентгеновскую двойную, которая присоединится к довольно большой группе из ~50 аналогичных систем, найденных в Малом Магеллановом Облаке ранее.

SXP 1062, однако, стал лишь третьим пульсаром с периодом вращения, превышающим 1 000 с, из тех, что были найдены в карликовом спутнике нашей Галактики. Только этот факт уже привлёк бы к нему внимание специалистов, но у SXP 1062 есть и другая интересная особенность: он молод. Установить его возраст помогли наблюдения на телескопе Межамериканской обсерватории Серро-Тололо, выделявшем излучение водорода (H-альфа), двукратно ионизованного кислорода и однократно ионизованной серы. На полученных снимках видна довольно тонкая круговая оболочка, появившаяся после взрыва сверхновой; Be/рентгеновская двойная лежит рядом с центром этого остатка сверхновой и, по всей видимости, связана с ним. Скорость расширения оболочки авторы оценили в 350 ± 100 км/с, что соответствует возрасту в 20–40 тысяч лет.

Композитный снимок области звездообразования NGC 602, пульсара и остатка сверхновой (иллюстрация AURA / NOAO / CTIO / ASA / CXC / Univ. Potsdam / L. Oskinova et al & ESA / XMM-Newton).

Молодой пульсар также заинтересовал учёных из Института внеземной физики им. Макса Планка (Германия) и Университета Западного Сиднея (Австралия), которые провели своё исследование SXP 1062. По их мнению, сверхновая относилась к типу Ib (взрыву проэволюционировавшего массивного светила — скажем, звезды Вольфа — Райе), а возраст её остатка, «внутри» которого находится SXP 1062, составляет 10–25 тысяч лет.

Кроме того, германо-австралийская группа оценила изменение периода вращения SXP 1062 по данным четырёх сеансов наблюдений на XMM-Newton, первый из которых начался 25 марта, а последний — 12 апреля 2010-го. За 18 дней период сильно вырос, увеличиваясь сразу на 0,26 секунды в день. Разумеется, это значение не стоит распространять на всё время жизни пульсара: в определённые периоды скорость его вращения может и возрастать, а не убывать.

При этом маловероятная комбинация максимально допустимого возраста (25 000 лет) и постоянного замедления вращения всё равно даёт очень большой начальный период, равный 0,5 с. Если считать, что SXP 1062 действительно образовался в результате взрыва сверхновой, современная теория оценила бы исходный период его вращения в несколько десятков миллисекунд. Очевидно, в нашем случае «новорожденная» нейтронная звезда должна была вращаться гораздо медленнее.

Замедление вращения SXP 1062, рассчитанное по четырём сеансам наблюдений на XMM-Newton (иллюстрация из статьи, написанной германо-австралийской группой).

Существует и другое объяснение необычайно быстрого «торможения» SXP 1062, предложенное сотрудником Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга МГУ Сергеем Поповым и его коллегой Роберто Туроллой (Roberto Turolla) из Университета Падуи. Согласно их гипотезе, при рождении нейтронной звезды она имела очень сильное магнитное поле с индукцией свыше 10¹⁴ Гс, которая в процессе эволюции снизилась до ~10¹³ Гс.

Препринты всех трёх статей ([1], [2], [3]), посвящённых SXP 1062, можно скачать с сайта arXiv.