Их наблюдения, которые будут опубликованы в Astrophysical Journal в декабре, впервые позволят идентифицировать «звездные пятна» на звезде-компаньоне MSP. Кроме того, наблюдения показывают, что у спутника сильное магнитное поле, и позволяют понять, почему пульсары в некоторых двойных системах MSP включаются и выключаются.
Джон Антониадис, научный сотрудник Данлэпского института астрономии Astrophysics, Университет Торонто, и Андре ван Стаден, астроном-любитель из Южной Африки, проанализировали наблюдения яркости звезды-компаньона, сделанные ван Стаденом за 15-месячный период, с его 30-сантиметровым рефлекторным телескопом и камерой CCD в его обсерватории на заднем дворе. в Западном мысе. Анализ выявил неожиданный рост и падение яркости звезды.В типичной двойной системе MSP гравитация пульсара искажает форму звезды-компаньона, придавая ей форму капли. Когда он вращается вокруг пульсара, мы видим циклическое повышение и понижение яркости спутника.
Спутник ярче всего в двух точках своей орбиты, если мы видим его широкий каплевидный профиль; он становится самым тусклым на полпути между этими двумя точками, когда мы видим его самый маленький круглый профиль. Естественно, кривая блеска, измеряющая яркость, растет и спадает в соответствии с периодом обращения спутника.Но наблюдения Антониадиса и ван Стадена показали, что яркость спутника не была синхронизирована с его 15-часовым орбитальным периодом; вместо этого пики яркости звезды происходят постепенно позже относительно орбитального положения спутника.Антониадис и ван Стаден пришли к выводу, что это было вызвано «звездными пятнами», эквивалентом солнечных пятен на нашем Солнце, и что пятна снижали яркость звезды.
Более того, пятна были намного больше диаметра звезды-компаньона, чем солнечные пятна нашего Солнца.Они также поняли, что звезда-компаньон не привязана приливно к пульсару, как Луна к Земле.
Вместо этого они пришли к выводу, что период вращения спутника немного короче, чем его орбитальный период, что привело к неожиданной кривой блеска.Наличие звездных пятен также привело к выводу, что у звезды есть сильное магнитное поле, необходимое для появления таких пятен.Ван Штаден, преданный своему делу непрофессиональный астроном на протяжении многих лет, проявляет особый интерес к пульсарам и в 2014 году наткнулся на исследовательский веб-сайт Антониадиса, на котором перечислены двойные системы MSP с оптическими спутниками.
«Я заметил, что двойная система MSP J1723-2837 хорошо подходит для наблюдений из Южной Африки, — говорит ван Стаден, — и что кривая блеска еще не была определена для этой конкретной системы».«Я также понял, что наблюдений было мало, потому что профессионалы не могут позволить себе роскошь использовать профессиональные инструменты для непрерывных наблюдений. С другой стороны, непрофессионалы могут проводить эти долгосрочные наблюдения».
«Набор данных не был похож ни на что, что я когда-либо видел, — говорит Антониадис, получив данные ван Стадена, — как с точки зрения качества, так и с точки зрения времени. И я призвал Андре продолжать наблюдения как можно дольше».
Наблюдения, подобные наблюдениям ван Стадена, имеют решающее значение для ответа на вопросы об эволюции и сложных взаимоотношениях между MSP и его компаньоном в двойных системах «черная вдова» и «красноспинный» — парах звезд, в которых пульсар, как и его тезка-паукообразный, пожирает своего компаньона. .В типичном сценарии новообразованная нейтронная звезда питается за счет газа, притягиваемого гравитацией от спутника. По мере того, как пульсар набирает массу, он также набирает угловой момент и быстрее вращается.
В конце концов нейтронная звезда вращается сотни раз в секунду. На этом этапе он вступает в следующую фазу своей эволюции. Нейтронная звезда начинает испускать пучки интенсивного излучения, которые мы видим как быстро пульсирующий сигнал: рождается пульсар.В этот момент пульсар также начинает испускать интенсивное гамма-излучение и сильный звездный ветер, которые останавливают поток вещества от своего соседа.
Спутник больше не поглощается пульсаром, он только продал средства, с помощью которых он потребляется. Теперь излучение и ветер пульсара настолько сильны, что начинают разрушать обреченную звезду.
Какими бы сложными ни были эти двойные системы MSP, в последние годы они только усугубились из-за наблюдений, что пульсары выключаются и возвращаются в состояние, в котором они питаются материалом от своего компаньона, и что они могут совершать этот переход несколько раз. .Было высказано предположение, что за переходом могут стоять звездный ветер и излучение пульсара. Но дополнительный результат наблюдений Антониадиса и ван Стадена состоит в том, что звездный ветер пульсара не влияет на спутника.
Обычно сильный звездный ветер пульсара и интенсивное излучение создают «горячую точку» на стороне пульсара спутника. Как будто у звезды есть «дневная» и «ночная» стороны.
Но наличие точки доступа в данных не было обнаружено. Это может означать, что ветер либо полностью отсутствует, либо дует не в сторону звезды.
В любом случае это говорит о том, что магнитное поле спутника — а не звездный ветер и излучение пульсара — может быть механизмом, отключающим пульсары.