Итальянские и испанские астрономы провели высокоточные оптические спектроскопические наблюдения переменного миллисекундного пульсара PSR J1023+0038, используя телескоп Gran Telescopio Canarias (GTC). Результаты исследования, опубликованные на сервере препринтов arXiv, предоставляют важную информацию о природе этого пульсара.
Пульсары — это сильно намагниченные вращающиеся нейтронные звезды, испускающие потоки электромагнитного излучения. Самые быстро вращающиеся пульсары, с периодом вращения менее 30 миллисекунд, называют миллисекундными пульсарами (MSP). Астрономы считают, что пульсары формируются в двойных системах, когда первоначально более массивный компонент становится нейтронной звездой, которая затем разгоняется за счёт аккреции вещества от своей звезды-компаньона.
Переходные миллисекундные пульсары (tMSP) характеризуются переключением между состоянием радиопульсара, питаемого вращением («пульсарное состояние»), и состоянием, характеризуемым рентгеновскими пульсациями и присутствием аккреционного диска в оптических спектрах («дисковое состояние»). Эти объекты весьма редки; на сегодняшний день известно лишь три таких tMSP.
Один из них — PSR J1023+0038 (или J1023), идентифицированный около двадцати лет назад. Его период вращения составляет 1,69 миллисекунды, а орбитальный период — приблизительно 4,75 часа. Спутник системы — звезда позднего типа спектрального класса G5.
Прошлые наблюдения J1023 свидетельствовали о его переключении между рентгеновским состоянием и радиопульсарной фазой, определяемой вращением. Команда астрономов под руководством Марко Мессы из Миланского университета в Италии использовала оптическую систему визуализации и инструмент низко-среднего разрешения (OSIRIS) GTC, чтобы глубже изучить природу этого пульсара и его поведение.
Наблюдения выявили, что J1023, как и другие tMSP, показывает переменность потока на коротких временных масштабах (несколько десятков секунд) во всех диапазонах. Более того, исследование обнаружило заметные изменения в свойствах эмиссионной линии (эквивалентная ширина и полная ширина на половине максимума) на минутных временных интервалах.
Это впервые позволило наблюдать переменность свойств спектральной линии tMSP на столь кратких временных масштабах. Согласно исследованию, эти эпизоды изменчивости носят случайный характер и не коррелируют друг с другом, что оставляет их происхождение неясным.
Также наблюдения показали, что эмиссионные линии серий Бальмера и гелия указывают на присутствие аккреционного диска, что означает, что J1023, вероятно, находился в дисковом состоянии во время наблюдательной кампании.
В заключение авторы работы подчёркивают необходимость проведения многоволновых одновременных наблюдений, чтобы оценить возможную корреляцию между изменчивостью свойств эмиссионной линии и феноменом «переключения» J1023.
Источник: iXBT
