Ученые впервые изучили поверхность нейтронной звезды

Пульсары оказались намного более сложными космическими объектами, чем предполагала наука

Ученые из NASA заявили, что впервые в истории науки им удалось совершить нечто невероятное. Астрономы впервые смогли рассмотреть поверхность нейтронной звезды и составить ее карту. Детальное изучение показало, что эти небесные объекты не так просты, как предполагали исследователи. Об ошеломительных результатах сообщает Astrophysical Journal Letters.

Смотрите также в сюжете о том, как в США готовятся к встречи с инопланетянами:

Нейтронные звезды, или как их еще называют пульсары, являются маяками Вселенной. Эти крошечные компактные объекты являются ядрами бывших массивных звезд. Особенность пульсаров в том, что они вращаются невероятно быстро, испуская излучение в космос.

Чтобы подробно рассмотреть пульсар, NASA использовали специальный прибор для проведения астрофизических наблюдений NICER. Аппарат является частью исследовательской программы NASA Explorer и был создан с целью изучения недр нейтронных звезд, поскольку способен улавливать излучение, которое испускают пульсары.

Сверхгорячие пятна на пульсаре

NICER вел наблюдения за пульсаром J0030, который находится на расстоянии 1100 световых лет от Земли в созвездии Рыб. Две команды — из университета Амстердама и университета Мэриленда — длительное время наблюдали за рентгеновским излучением J0030, чтобы нанести на карту поверхность пульсара и измерить его массу. Обе команды пришли к неожиданным выводам.

Пульсары, подобно черным дырам, представляют собой чрезвычайно плотные, но очень маленькие объекты. Их огромная гравитация огибает пространство-время вокруг них, давая нам представление о дальней стороне пульсара, даже когда они вращаются вне поля зрения. Из-за этого пульсары могут казаться немного больше, чем есть на самом деле.

"Живая" карта пульсара

Поскольку NICER может наблюдать за прибытием рентгеновских лучей от пульсара с предельной точностью, исследователи смогли составить карту поверхности звезды и узнать ее размер. Так, обе группы определили, что масса пульсара J0030 в 1,3-1,4 раза больше массы Солнца, а его диаметр составляет примерно 26 километров (Солнце простирается чуть более чем на 1,3 млн км).

Затем астрономы посмотрели на карту расположения горячих точек на поверхности J0030. Простое учебное изображение, используемое для описания пульсаров, показывает эти объекты с двумя горячими точками, по одному на каждом из магнитных полюсов. Когда звезда вращается, горячие точки испускают излучение в космос тонкими лучами, как маяк. Если один или оба луча проходят над Землей, астрономы наблюдают пульсар. Исследователи ожидали увидеть горячую точку возле северного полушария пульсара, которое направлено на Землю. Картирование горячих точек потребовало моделирования на суперкомпьютере, чтобы понять, с какого участка поверхности звезды исходили рентгеновские лучи, полученные NICER. Суперкомпьютер справился с задачей менее, чем за месяц.

Исследователи из амстердамского университета пришли к выводу, что на пульсаре есть одно маленькое круглое пятно и одно пятно в форме полумесяца, вращающееся вокруг его более низких широт. Команда из университета Мэриленда обнаружила, что рентгеновские лучи могут исходить из двух овальных пятен в южном полушарии, а также из одного более холодного пятна вблизи южного полюса звезды. Тем не менее, полученные результаты свидетельствуют о том, что пульсары — явление намного более сложное, чем первоначально предполагалось. В будущем астрономы продолжат наблюдения за другими пульсарами с помощью NICER, чтобы узнать больше об этих таинственных объектах.