Китайские астрономы открыли уникальный пульсар с аномальным замедлением и нулевым гамма-излучением

Астрофизики из Юньнаньского университета зафиксировали гамма-кванты, исходящие от миллисекундного пульсара PSR J0435+3233, и выявили у него парадоксальную комбинацию физических свойств. Детальный ретроспективный анализ данных, собранных космической обсерваторией Fermi Gamma-ray Space Telescope за 17,7 года, продемонстрировал: небесное тело растрачивает кинетическую энергию вращения с интенсивностью молодых активных светил, однако конвертирует её в гамма-излучение с минимальной результативностью.

Уникальный объект находится в составе бинарной системы на удалении примерно 3900 световых лет (или 1,2 килопарсека) от нашей планеты. PSR J0435+3233 представляет собой нейтронную звезду — предельно плотный остаток сколлапсировавшей звезды, совершающий полный оборот вокруг оси за рекордные 3,2 миллисекунды (что превышает 312 герц). Подобные сверхбыстрые пульсары формируются за счет аккреции вещества соседнего компаньона, раскручивающего компактный объект. Впервые этот экземпляр заметили в 2026 году с помощью гигантского китайского радиотелескопа FAST.

Ключевой особенностью PSR J0435+3233 выступает стремительное падение темпа вращения: коэффициент его торможения превосходит типичные показатели для подобных систем как минимум в сто раз. Из-за столь интенсивного замедления нейтронная звезда безвозвратно теряет колоссальные резервы энергии. Подобная динамика свойственна юным энергетическим пульсарам, хотя рассматриваемый класс объектов обычно ассоциируется с древними, угасающими структурами. Дополнительно ученые зарегистрировали у звезды мощнейшее магнитное поле на поверхности с индукцией порядка 12,6 миллиарда Гаусс.

С целью проверки наличия высокоэнергетических фотонов исследователи проанализировали массив сведений прибора Fermi-LAT в диапазоне 0,1–500 гигаэлектронвольт. В астрономических каталогах обнаружился объект 4FGL J0435.5+3232, чьи координаты совпали с позицией пульсара с погрешностью не более 0,01 градуса. Статистическая значимость фиксации гамма-импульсов составила 6,8 сигма, что полностью исключает случайность. Выяснилось, что вся циклическая эмиссия сосредоточена в узком сегменте, занимающем лишь четверть периода вращения.

Невзирая на чудовищные энергопотери, реальная светимость PSR J0435+3233 в гамма-диапазоне оказалась неожиданно скромной. Расчеты коэффициента полезного действия показали, что на жесткое излучение расходуется лишь около 0,00001 части от общей рассеиваемой мощности.

В результате перед научным сообществом встал серьезный загадочный вопрос: обладая колоссальным энергетическим потенциалом, пульсар практически неразличим в высокоэнергетическом гамма-спектре.

Авторы научной работы предлагают две основные гипотезы, способные объяснить данный феномен. Первая гипотеза обусловлена пространственной ориентацией: узконаправленный поток гамма-лучей может проходить мимо Земли, позволяя детекторам улавливать лишь его периферию. Вторая версия опирается на особенности строения магнитосферы — в условиях сверхмощного магнитного поля львиная доля энергии уносится потоками плазмы («пульсарным ветром») либо диссипирует в альтернативных, пока не изученных диапазонах.

Открытие гамма-излучения от PSR J0435+3233 предоставляет астрономам уникальный инструмент для исследования механизмов ускорения частиц и архитектуры магнитосфер у компактных объектов с экстремальной динамикой. В перспективе специалисты планируют точнее определить характеристики звезды-компаньона и выяснить, формируются ли в этой двойной системе мощные фронты ударных волн при столкновении потоков плазмы.

Источник: iXBT