Від самого відкриття пульсар PSR J1637−4642 вважався «тихим». Однак за останні 15 років він продемонстрував аж три збої в обертанні. Подібні події цілком нормальні для пульсарів, однак така їхня концентрація змушує науковців замислитися над процесами, що відбуваються всередині нейтронних зір.
«Тиха» нейтронна зоря
На основі даних спостережень, зібраних протягом понад 15 років за допомогою радіотелескопа Parkes, астрономи виявили три перебої в обертанні пульсара PSR J1637−4642 — молодої нейтронної зорі, яка з моменту свого відкриття не демонструвала жодних ознак таких перебоїв. Серед цих трьох збоїв був один, який змінив швидкість обертання майже на 3 частини на мільйон. Стаття науковців була прийнята до друку в журналі Astrophysical Journal Letters. Про це повідомляє сайт phys.org.
Пульсарами називаються нейтронні зорі, які швидко обертаються, випромінюючи регулярні імпульси радіосигналів. У деяких пульсарів час від часу спостерігається раптове збільшення швидкості обертання, відоме як «аномалія» або глітч. Молодші пульсари зазвичай часто демонструють таку складну поведінку в часі, саме тому їх цікаво досліджувати.
Хоча точна причина цих аномалій залишається невідомою, астрономи вважають, що вони спричинені раптовим перенесенням кутового моменту від надплинної речовини всередині зорі до її твердої кори.
PSR J1637−4642 — це пульсар віком 41 000 років, що, за космічними мірками, є надзвичайно молодим. Він обертається один раз кожні 154 мілісекунди. Попри свій молодий вік і відносно високу енергетичну потужність, він залишався «спокійним» і ніколи не демонстрував аномалій протягом приблизно десятиліття спостережень після свого відкриття.
Три «стрибки» в обертанні пульсара
У межах цього дослідження група астрономів під керівництвом Чжаої Вана з Університету Сямень вивчила цей молодий пульсар. Вони проаналізували дані за 15,5 років, зібрані за допомогою радіотелескопа «Мурріян» у період з лютого 2009 року по жовтень 2024-го.
Аналіз виявив три чітко виражені збійні імпульси. Перший стався приблизно 2018 року і був найсильнішим. Частота обертання пульсара раптово збільшилася приблизно на 17,54 мікрогерц, що відповідає відносному зміненню приблизно на 2,7 частин на мільйон.
Друга аномалія сталася приблизно через три роки й була меншою за масштабом. Вона змінила частоту обертання лише на близько 14 наногерц. Третя аномалія з’явилася приблизно через 2,7 року після другої. Вона мала середню інтенсивність, спричинивши збільшення частоти приблизно на 179 наногерц.
Тривале релаксаційне відновлення
Після першої аномалії пульсар не одразу стабілізувався на новій частоті обертання. Натомість частина зміни поступово згладжувалася із часом. Моделювання наслідків цієї аномалії показало, що приблизно 1,9 % моменту інерції нейтронної зорі пов’язано з надплинною речовиною у її внутрішній корі. Модель також вказує на час релаксації, що становить приблизно 102 дні.
Ці результати узгоджуються з давно існуючою гіпотезою, згідно з якою стрибки частоти спричинені раптовою передачею кутового моменту від надплинних нейтронів усередині нейтронної зорі до її кори. Після цього кора різко прискорюється, що призводить до раптового збільшення частоти обертання, яке спостерігається як стрибок частоти. Після стрибка частоти пульсар поступово повертається до рівноваги, а внутрішня кора та надплинна речовина наближаються до нового стану рівноваги.
«Наші результати свідчать про те, що навіть «тихі» пульсари можуть демонструвати значну активність у вигляді аномалій», — робить висновок команда. Тривалий період тиші перед першою аномалією може свідчити про накопичення напруги протягом багатьох років, що передувало внутрішнім змінам, які спричинили прискорення обертання.
