Кривая блеска XMM-Newtons EPIC-pn J1431 в диапазонах 0,2–12 кэВ, 0,2–4 кэВ, 4–12 кэВ и соотношение жесткости между жесткими и мягкими полосами отображается с размером интервала 2400 с. Изображение предоставлено: De. Мартино и др., 2024.
Используя спутник XMM-Newton ЕКА, европейские астрономы провели рентгеновские наблюдения двойной звезды с миллисекундным пульсаром под названием PSR J1431-4715. Результаты кампании наблюдения, опубликованные 3 сентября на сервере препринтов arXiv, дают дальнейшее понимание природы этой системы.
Пульсары — это сильно намагниченные вращающиеся нейтронные звезды, испускающие луч электромагнитного излучения. Самые быстровращающиеся пульсары с периодом вращения менее 30 миллисекунд называются миллисекундными пульсарами (MSP). Исследователи предполагают, что они образуются в двойных звездных системах, когда изначально более массивный компонент превращается в нейтронную звезду, которая затем вращается быстрее за счет накопления вещества вторичной звезды.
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 J1431-4715, или сокращенно J1431, представляет собой двойную звезду MSP, скорее всего, расположенную на расстоянии от 5250 до 8400 световых лет от Земли. С периодом вращения 2,01 миллисекунды и мощностью замедления 68 дециллионов эрг/с это один из самых быстрых и энергичных пульсаров.
Предыдущие наблюдения показали, что на импульсное радиоизлучение J1431 влияют сильные затмения с бинарным орбитальным периодом около 10,8 часов. Также было обнаружено, что в системе имеется невырожденная звезда-донор с минимальной массой 0,12 массы Солнца, поэтому J1431 был классифицирован как красноспинная.
Однако, поскольку J1431 был обнаружен только в 2015 году, MSP до сих пор остается малоизученным. По этой причине группа астрономов под руководством Домитиллы де Мартино из Астрономической обсерватории Каподимонте в Неаполе, Италия, решила изучить J1431 в рентгеновском диапазоне с помощью XMM-Newton. Их исследование было дополнено данными многополосной оптической фотометрии, полученными с 3,5-метрового телескопа новых технологий (NTT) Европейской южной обсерватории в Чили.
Наблюдения показали, что рентгеновский спектр J1431 не имеет особенностей и соответствует нетепловому излучению со степенным индексом фотонов 1,6 и незначительным поглощением. Кроме того, было обнаружено наличие тепловой составляющей, которая могла указывать на вклад нагретой полярной шапки в мягкое рентгеновское излучение.
Собранные данные позволяют предположить, что звезда-компаньон является ранней звездой F-типа с массой около 0,2 солнечной массы, что подтверждает красноспинную природу J1431. Однако звезда-компаньон оказалась горячее большинства звезд Redback, поскольку температура ее дневной и ночной сторон составляла около 7500 и 7400 К соответственно.
На основе наблюдений астрономы определили, что J1431 имеет двойной наклон 59 градусов и что система находится на расстоянии около 10 100 световых лет, дальше, чем считалось ранее. Полученные данные также позволяют предположить, что пульсар является массивным, поскольку его масса, как говорят, находится в диапазоне 1,8–2,2 солнечных масс.
