Космический телескоп, сканирующий небо на предмет гамма-лучей, добавил в свой каталог сотни новых мощных мертвых звезд. Добавление 294 ранее неопознанных звезд означает, что каталог гамма-пульсаров Ферми теперь содержит более 340 объектов – значительный шаг вперед с тех пор, как Телескоп большой площади Ферми начал наблюдения в 2008 году, когда было известно менее 10 таких пульсаров. Недавно выпущенный Каталог гамма-пульсаров Третьего Ферми-телескопа большой площади — настоящая сокровищница информации, которая поможет нам понять эти загадочные объекты. «Пульсары затрагивают широкий спектр астрофизических исследований: от космических лучей и звездной эволюции до поиска гравитационных волн и темной материи», — говорит астрофизик Дэвид Смит из Астрофизической лаборатории Бордо, которая является частью Французского национального центра научных исследований. «В этом новом каталоге собрана полная информация обо всех известных гамма-пульсарах, что призвано продвинуть новые направления исследований».
Пульсары являются одними из самых экстремальных объектов во Вселенной. Это подкатегория нейтронных звезд, которые сами по себе являются коллапсирующими ядрами массивных звезд, которые недостаточно массивны, чтобы коллапсировать в черную дыру. Разница между обычной нейтронной звездой и пульсаром заключается, в общем, в пульсации. Пульсары испускают мощные струи радиации со своих полюсов, словно прожектор, освещающий пространство. Еще одна вещь, которую делают пульсары, — это вращение, часто невероятно быстрое. И мы говорим очень быстро. Некоторые из этих звезд, известные как миллисекундные пульсары (MSP), могут совершить один оборот за 10 миллисекунд. Фактически самый быстрый из известных пульсаров вращается со скоростью 716 раз в секунду. Вот несколько импульсов пульсаров, преобразованных в звук, чтобы понять, что это значит. Вращаясь, эти лучи могут проноситься мимо Земли, подобно космическому маяку.
Нам известно около 3400 пульсаров. В большинстве из них лучи излучения попадают в радиодиапазоны. Но небольшое количество пульсаров может испускать самое мощное из известных излучений во Вселенной – гамма-лучи. Гамма-пульсары ускоряют частицы до чрезвычайно высоких энергий в своих мощных магнитных полях, что приводит к вспышкам мощного невидимого света. Согласно новому каталогу, около 10 процентов известных пульсаров сейчас являются излучателями гамма-излучения. Хотя то, что мы можем обнаружить, может быть подвержено некоторой предвзятости отбора – например, ограничениям нашей технологии – это достаточно значительная выборка, чтобы выяснить, что делает пульсар гамма-излучателем по сравнению с радиопопуляцией. Есть и другие применения нового населения. Пульсары часто чрезвычайно точны в выборе времени, особенно те, скорость вращения которых измеряется миллисекундами, 144 из которых включены в каталог. Это означает, что их можно использовать для таких приложений, как космическая навигация, что важно, поскольку все больше миссий отправляются к звездам.
Мы также можем использовать их для обнаружения гравитационных волн, основываясь на аномалиях синхронизации сигналов. Это может указывать на расширение и сжатие пространства-времени, которые происходят, когда проходит гравитационная волна от массивного события. И мы можем использовать их для проведения тестов относительности. «До Ферми мы не знали, будут ли MSP видны при высоких энергиях, но оказалось, что они в основном излучают гамма-лучи и теперь составляют половину нашего каталога», — говорит астроном Лукас Гийемо из Лаборатории физики и химии. окружающей среды и космоса и Орлеанского университета во Франции. И значительная часть новых пульсаров – около 45 – являются пульсарами-пауками, в которых пульсар поглощает материал из двойной звезды-компаньона. «Пульсары-пауки названы в честь паукообразных, которые поедают своих меньших собратьев», — говорит астроном Меган ДеСезар из Университета Джорджа Мейсона и Исследовательской лаборатории ВМС США.
«Нечто подобное может произойти, когда нейтронная звезда и ее двойной компаньон находятся очень близко друг к другу, и процесс «переработки» MSP немного увлекается. Интенсивное излучение и ветер частиц от пульсара разъедают поверхность другой звезды, в результате чего образуется клубок испаренного материала». Исследователи полагают, что Ферми еще не закончил. Еще 100 гамма-пульсаров находятся в пределах возможного; вероятно еще несколько десятков. «Спустя более 15 лет после запуска, — говорит астроном Элизабет Хейс из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, — Ферми остается невероятной машиной для открытий, а пульсары и их родственники нейтронные звезды лидируют».
