Астрономи за допомогою наземного радіоінтерферометра uGMRT вперше змогли з великою точністю визначити фізичний механізм затемнення радіовипромінювання мілісекундних пульсарів у компактних подвійних системах. Ним стало синхротронне поглинання радіовипромінювання релятивістськими електронами в намагниченій речовині зірки-компаньйона, уносимом з неї пульсарним вітром. Препринт роботи доступний на сайті arXiv.org.
Мілісекундні пульсари - це нейтронні зірки, які розкрилися до періодів обертання в кілька мілісекунд за рахунок акреції речовини з зірки-компаньйона, при цьому поступово руйнуючи її за рахунок пульсарного вітру і високоенергетичного випромінювання. Через це подібні об'єкти отримали назву «чорні вдови» - за аналогією з видом земних павуків.
Пульсари- «чорні вдови», які знаходяться на близьких (період обігу менше 10 годин) орбітах до своїх маломасивних (менш 0,1 маси Сонця) компаньйонів, дуже важливі для астрофізиків, так як дозволяють вивчити процеси формування мілісекундних пульсарів. Багато з таких об'єктів демонструють затемнення радіовипромінювання, коли зірка-компаньйон наближається до лінії прямої видимості для земного спостерігача, причому ступінь затемнення радіоімпульсів пульсара пов'язані з його частотою. Це явище відоме з 1980-х років, але його точна природа досі не з'ясована - затемнення може створювати речовину, зірвану пульсарним вітром із зірки-компаньйона, або матеріал самого пульсарного вітру.
Група астрономів на чолі з Дебоджоті Кансабаніком (Devojyoti Kansabanik) з Національного центру радіоастрофізики в Пуне опублікувала результати досліджень мілісекундного пульсара PSR J1544 + 4937, відкритого за допомогою радіотелескопа GMRT в 2013 році і входить у подвійну систему з періодом обігу компонентів 2,9 години. Вчені використовували дані спостережень за пульсаром, отримані за допомогою радіоінтерферометра uGMRT в лютому і квітні 2018 року для побудови моделей, які описували б механізм затемнень. Особливістю роботи стали висока точність спостережень і широкий діапазон використовуваних частот (від 300 до 850 мегагерц) - більшість попередніх досліджень обмежувалася спостереженнями у вузькій смузі частот.
Дослідники встановили, що спостережувані частотно-залежні затемнення PSR J1544 + 4937 можуть бути добре пояснені синхротронним поглинанням радіовипромінювання релятивістськими електронами, в той час як інші механізми, такі як циклотронне поглинання, не можуть пояснити спостереження. Це означає, що затемнення викликає намагнічену речовину зірки-компаньйона, уносиме з неї пульсарним вітром. Залежність від напруженості магнітного поля синхротронного поглинання дозволила вченим оцінити напруженість магнітного поля середовища, де відбуваються затемнення - приблизно 13 гауссів.
Вчені сподіваються, що використана ними методика застосовна до інших мілісекундних подвійних пульсарів і дозволить визначити, чи однакові в різних системах механізми затемнень, а також оцінити властивості пульсарного вітру і магнітного поля зірок-компаньйонів.
Раніше ми розповідали про те, як розподілені обчислення на комп'ютерах добровольців допомогли знайти новий пульсар- «чорну вдову».