Центральная область Млечного Пути теоретически должна быть густо заселена пульсарами, однако по неясным причинам они долгое время ускользали от внимания астрономов. В ходе недавнего исследования был обнаружен перспективный кандидат, расположенный в непосредственной близости от галактического центра. Его подтверждение может стать ключом к глубокому анализу общей теории относительности в экстремальных условиях.
Данное открытие стало результатом реализации программы Breakthrough Listen Galactic Center Survey — одного из наиболее технологичных и чувствительных проектов по поиску компактных объектов в хаотичной среде центра Галактики.
Детали работы изложены в публикации «О самом глубоком поиске пульсаров в центре Галактики и анализе интригующего кандидата в миллисекундные пульсары» в издании The Astrophysical Journal. Ведущим исследователем выступила Карен Перес, недавно получившая докторскую степень в Колумбийском университете.
В основу работы легли данные двадцатичасовых наблюдений, проведенных с помощью радиотелескопа Грин-Бэнк в Западной Виргинии. Ученые сфокусировались на поиске наиболее ярких объектов. «Среди 5282 зафиксированных импульсов мы выделили крайне любопытный сигнал с периодом 8,19 мс…», — делятся авторы. Источник демонстрировал стабильность на протяжении часа наблюдений. Тем не менее исследователи проявляют осторожность: «Мы пока не можем сделать окончательных выводов из-за неоднозначности тестов и того факта, что объект не удалось зафиксировать при последующих сеансах связи».
Астрофизики давно сталкиваются с загадкой «отсутствующих пульсаров» в ядре Млечного Пути. Несмотря на высокую плотность звездного населения, там обнаружены лишь единичные объекты такого типа. «Этот случай лишь подчеркивает масштаб проблемы. Возможно, сигналы пульсаров маскируются сильным межзвездным рассеиванием или сложной орбитальной динамикой в этом регионе», — отмечается в статье.
Потенциальный пульсар получил обозначение BLPSR (Breakthrough Listen Pulsar). Его верификация не только поможет уточнить методики поиска, но и откроет новую главу в изучении галактического ядра.
Пульсары, представляющие собой быстро вращающиеся намагниченные нейтронные звезды, часто сравнивают с космическими маяками. Их излучение, исходящее от магнитных полюсов, воспринимается нами как строго периодические импульсы. BLPSR относится к категории миллисекундных пульсаров, совершая полный оборот всего за 8,19 мс. Его близость к Стрельцу A* — сверхмассивной чёрной дыре — открывает перед наукой захватывающие перспективы.
На данный момент вблизи центра Галактики известно шесть пульсаров, однако все они слишком удалены от черной дыры. «Хотя эти объекты подтверждают обитаемость региона, ни один из них не находится в пределах одного парсека от Стрельца A*, что необходимо для детального изучения гравитационного поля», — поясняют авторы работы.
Если существование BLPSR подтвердится, он станет идеальным инструментом для тестирования ОТО.
«Любое гравитационное воздействие со стороны столь массивного соседа неизбежно вызовет микроскопические сбои в ритме пульсара, которые мы можем зафиксировать», — отмечает соавтор исследования Славко Богданов из Колумбийской астрофизической лаборатории. «Более того, проходя через искривленное пространство-время, сигналы должны отклоняться и задерживаться, что прямо предсказывается теорией Эйнштейна».
Такое сочетание высокоточных «часов» и сверхсильного гравитационного поля позволит впервые провести прямые измерения структуры пространства-времени у горизонта событий сверхмассивной черной дыры. Это даст возможность проверить такие фундаментальные концепции, как «эффект увлечения инерциальных систем отсчёта» и «гипотезу об отсутствии волос» у черных дыр.
Тем не менее научное сообщество сохраняет сдержанный оптимизм. Поскольку BLPSR не удалось обнаружить повторно, существует вероятность, что сигнал был порожден случайным шумом. «Учитывая колоссальную значимость потенциального открытия, мы сохраняем скептицизм и ждем более веских доказательств его астрофизической природы», — подчеркивают исследователи.
Проект Breakthrough Listen предоставил данные в открытый доступ для независимого анализа. В планах ученых — проведение еще более глубокого сканирования галактического ядра с применением более чувствительной аппаратуры.
«Мы с большим интересом ожидаем результатов дальнейшего мониторинга», — говорит Карен Перес. «Успешная верификация кандидата расширит наше понимание как эволюции Галактики, так и фундаментальных законов физики».
Большие надежды также возлагаются на будущую систему радиотелескопов Square Kilometer Array (SKA), которая обладает достаточным потенциалом для окончательного решения вопроса о пульсарах в центре Млечного Пути.
«Поиск и подтверждение пульсара на тесной орбите вокруг Стрельца A* остается одной из приоритетных задач современной астрофизики», — заключают авторы. Решение этой задачи либо раскроет скрытую популяцию нейтронных звезд, либо заставит ученых пересмотреть свои представления о процессах, происходящих в сердце нашей Галактики.
