Подвійному пульсару передбачили півстоліття радіомовчання

Астрофізики передбачили зникнення радіовипромінювання від подвійного пульсара PSR J1906 + 0746 близько 2028 року. Це пов'язано з релятивістською прецесією, через яку вісь обертання зоряного залишку відчуває коливання. Знову цей об'єкт буде спостерігатися як пульсар не раніше 2070 року. Підтвердження цього передбачення може стати черговим доказом теорії гравітації Альберта Ейнштейна, пишуть автори в журналі.


Пульсар - це космічне джерело періодичних сигналів, що існує нейтронна зірка, випромінювання якої виходить з магнітних полюсів. Такі об'єкти з'являються як одна з можливих кінцевих стадій еволюції масивних зірок. Вони є надзвичайно щільними залишками зоряних ядер, які за масою відповідають одному або двом Сонцям, але при цьому в діаметрі становлять близько 10 кілометрів.


Екстремальні параметри пульсарів ставлять їх на друге місце після чорних дір (за виключення гіпотетичних кваркових зірок) за силою прояву ефектів загальної теорії відносності (ОТГ) - теорії гравітації Альберта Ейнштейна. Зокрема, різні пов'язані з викривленням простору-часу феномени відносно легко вивчати саме на прикладі пульсарів.

Найзручнішими об'єктами є подвійні пульсари, тобто пульсари в подвійних системах з іншими зірками, що поводяться навколо центрів мас. У такому випадку крім релятивістських процесів поблизу поверхні тіл з'являються процеси, пов'язані з їх рухом і взаємодією. Зокрема, подвійні пульсари випромінюють гравітаційні хвилі, які забирають помітну кількість енергії їх орбітального руху, що призводить до поступового зближення тіл.

Один з проявів ОТГ, безпосередньо пов'язаний з викривленням простору-часу, називається геодезичною прецесією. Математично воно пов'язане з тим, що при русі в викривленому просторі перенесення вектора по замкнутому контуру призводить до його неспівпадіння з вихідним положенням. Фізично це можна реалізувати за допомогою гіроскопів, що здійснюють оберти навколо масивного тіла.

Геодезична прецесія добре вимірена в разі слабкого поля, коли релятивістські поправки до гравітації Ньютона дуже малі. Зокрема, такі вимірювання проводив штучний супутник Землі Gravity Probe-B. Подібні спостереження в сильних гравітаційних полях можливі якраз у випадку подвійних пульсарів. Однак через порівнянну масу об'єктів ефекти виявляються складнішими, тому їм дали інше найменування - релятивістська прецесія спинів (relativistic spin-precession).

Астрономи з Німеччини, Великобританії, Китаю, Нідерландів, Канади та Франції з'ясували, що у подвійного пульсара PSR J1906 + 0746 якраз відповідні параметри для перевірки моделей релятивістської прецесії спинів. Вчені спостерігали цей об'єкт з 2012 по 2018 роки і додали до цієї інформації архівні дані з 1998 по 2009 роки. Виявилося, що в різні епохи спостереження у даного пульсара було видно як два імпульси, так і один.

Автори вважають, що це пов'язано зі зміною орієнтації зірки через релятивістську прецесію. На початку спостережень Земля опинялася в конусі випромінювання обох полюсів пульсара, але через постійне зміщення осі обертання до кінця 2016 року радіосигнали одного з них перестали потрапляти до нас. Ці дані дозволили вченим з точністю в кілька відсотків визначити основні параметри системи і побудувати модель її еволюції. Зокрема, вдалося оцінити кути розчину пучків випромінювання, які склали близько 20 градусів.


На основі отриманих результатів автори передбачають, що близько 2028 року обидва промені перестануть перетинати промінь зору земного спостерігача, і тому об'єкт перестане проявляти себе як пульсар. Але нейтронна зірка не припинить обертатися і випробовувати релятивістську прецесію, тому один з променів повинен буде знову реєструватися на Землі близько 2070 - 2090 року, а другий - в період від 2085 до 2105 року. Підтвердження цих передбачень стане черговою перевіркою ОТГ, але в даному випадку це буде важко вивчається ефект сильного гравітаційного поля.

Раніше повідомлялося, що «Чудова сімка» близьких одиночних нейтронних зірок поповнилася радіогромким пульсаром. Крім того, астрофізикам вдалося виявити пульсар з найменшою орбітою і найяскравіший пульсар у Всесвіті.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND