График профиля импульса PSR J0024−7204O за все 17-часовое наблюдение. Изображение предоставлено: Аббате и др., 2024 г.
С помощью радиотелескопа MeerKAT астрономы наблюдали затмения радиоизлучения пульсара под названием PSR J0024-7204O. Результаты кампании наблюдения, опубликованные на сервере препринтов arXiv, могут помочь нам лучше понять природу и поведение этого пульсара.
Самые быстро вращающиеся пульсары, то есть пульсары с периодом вращения менее 30 миллисекунд, называются миллисекундными пульсарами (MSP). Исследователи предполагают, что они образуются в двойных звездных системах, когда изначально более массивная часть превращается в нейтронную звезду, которая затем вращается быстрее из-за накопления вещества во вторичной звезде.
Класс крайних двойных пульсаров с полувырожденными звездами-компаньонами называют «пульсарами-пауками». Эти объекты далее классифицируются как «черные вдовы», если спутник имеет чрезвычайно низкую массу (менее 0,1 массы Солнца), и называются «красными вдовами», если вторичная звезда тяжелее.
PSR J0024-7204O или 47 Tuc O — MSP «черная вдова» в шаровом скоплении 47 Tucanae с периодом вращения 2,64 миллисекунды. Это двойная звездная система с орбитальным периодом 3,26 часа и минимальной связанной массой около 0,025 солнечной массы.
Предыдущие наблюдения PSR J0024-7204O обнаружили затмения ее радиопульсаций, и теперь группа астрономов под руководством Федерико Аббате из обсерватории Кальяри в Италии использовала MeerKAT для изучения свойств этих затмений.
«Мы наблюдали переменный затменный пульсар «черная вдова» 47 Tuc O с помощью радиотелескопа MeerKAT в диапазоне УВЧ (544–1088 МГц) в течение 17 часов, охватив 6 смежных орбит (но только 5 полных затмений). «Благодаря этому наблюдению мы смогли детально изучить свойства затмений и их изменчивость в диапазоне орбит», — пишут исследователи в статье.
Наблюдения MeerKAT показали, что превышение меры дисперсии PSR J0024-7204O демонстрирует значительные колебания от затмения к затмению как на начальной, так и на конечной фазе. Это предполагает более высокую плотность газа вдоль луча зрения в области затмения, чем на окружающих орбитальных фазах.
Кроме того, в наблюдениях была обнаружена сильная дисперсия во времени, аналогичная тенденции измерения дисперсии. По мнению астрономов, это говорит о том, что рассеяние, скорее всего, является доминирующим механизмом, вызывающим затмения, по крайней мере, вблизи областей входа и выхода.
Исследование также показало, что поляризация PSR J0024-7204O демонстрирует очень значительное падение как на входной, так и на выходной переходной фазе. Авторы статьи пришли к выводу, что это вместе с небольшим увеличением степени вращения предполагает наличие магнитного поля величиной около 2,0 мГс.
В заключение исследователи обнаружили, что продолжительность затмений PSR J0024-7204O аналогична продолжительности затмений других пульсаров «черной вдовы». Кроме того, максимальное превышение меры дисперсии сравнимо с таковым у других пульсаров с переменным затмением, наблюдаемых в аналогичном диапазоне частот.
