За допомогою радіотелескопа MeerKAT астрономи проаналізували дев’ять кулястих зоряних скупчень та зафіксували у шести з них вісім мілісекундних пульсарів. Три з них ізольовані, а решта знаходиться у подвійних системах, у тому числі й у таких, де витягують матеріал зі свого компаньона. Результати команди представлені у статті в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
NASA, CXC, M.Weiss
Які пульсари можуть утворюватися в кулястих зоряних скупченнях?
Кулясті скупчення — це групи зірок майже сферичної форми, до яких входить велика кількість світил, і їхня концентрація зрозтає з наближенням до центру. Вони є одними з найбільш перспективних регіонів для утворення мілісекундних пульсарів. Щільність зірок тут на кілька порядків перевищує галактичний диск, тож кулясті скупчення сприяють гравітаційним взаємодіям двох і трьох тіл у вигляді припливного захоплення, обміноу матеріалом тощо. Як результат, ізольовані нейтронні зірки тут можуть утворювати подвійні системи з іншими зірками, найчастіше із тими, що перебувають на головній послідовності, або із гігантами. Такі компаньйони потім еволюціонують і врешті-решт розкручують нейтронну зірку через передачу маси та моменту імпульсу. Цей етап еволюції системи називається рентгенівською подвійною системою із низькою масою. Така фаза може тривати від сотень мільйонів до мільярда років, після чого нейтронна зірка починає обертається сотні разів на секунду. Динамічне середовище кулястих скупчень також може створювати екзотичні подвійні пульсари, які не можуть утворюватися у галактичному диску. Навіть поодинокі пульсари у кулястих скупченнях можуть бути надзвичайно цінним, оскільки за допомогою них можна вирахувати гравітаційний потенціал скупчення, а також ці об’єкти можуть вказувати на присутність чорної діри проміжної маси у центрі скупчення.
Що досліджувати астрономи?
Радіотелескоп MeerKAT запрацював у 2018 році. Два його огляди включають пошук пульсарів у кулястих скупченнях. Дослідники створили їхню першу вибірку, проаналізувавши дев’ять кулястих скупчень, у кожному з яких містився принаймні один вже раніше відомий пульсар. Відстань до них становила від 7500 до 26400 світлових років.
Одна з антен телескопа MeerKAT. Wikimedia Commons
Що вони зафіксували?
Дослідники відшукали вісім мілісекундних пульсарів, що знаходяться у шести з аналізованих скупчень. Три з них виявилися ізольованими тьмяними пульсарами (NGC 6522D, NGC 6624H та NGC 6752F), решта перебувають у подвійних системах. Серед них два пульсари, 47 Tuc ac та 47 Tuc ad, відносяться до так званих пульсарів-«павуків», тобто перебувають на коротких орбітах навколо маломасивних компаньйонів та витягують їхній матеріал. Три інші нові подвійні системи із пульсарами (NGC 6624G, M62G та Ter 5 an) знаходяться на більш широких орбітах, а їхніми супутниками можуть бути білі карлики або нейтронні зірки. Один із пульсарів, NGC 6624G, знаходиться на рідкісній витягнутій орбіті, утвореній внаслідок наближень до інших зірок у щільному середовищі скупчення.
Нещодавно дослідники зафіксували нового кандидата у мілісекундні пульсари, що відноситься до класу «австралійська вдова».