Пульсар PSR J1637−4642 после почти 10 лет полного радиомолчания выдал мощнейший глитч: моделирование указало на сверхтекучее вещество в недрах звезды
iXBT.com ·
Молодой пульсар PSR J1637−4642, за которым астрономы наблюдали более 15 лет, почти десятилетие не проявлял никакой активности, а затем в 2018 году его вращение внезапно ускорилось. Частота оборотов скачком выросла на 17,54 микрогерца. За этим событием, которое астрономы называют глитчем (сбоем вращения), в течение следующих 6 лет последовали ещё два. Группа астрономов из Сямэньского университета (Китай) проанализировала данные радиотелескопа «Марриянг» (Murriyang) австралийской обсерватории Паркс, собранные с февраля 2009 по октябрь 2024 года.
Молодой пульсар PSR J1637−4642, за которым астрономы наблюдали более 15 лет, почти десятилетие не проявлял никакой активности, а затем в 2018 году его вращение внезапно ускорилось. Частота оборотов скачком выросла на 17,54 микрогерца. За этим событием, которое астрономы называют глитчем (сбоем вращения), в течение следующих 6 лет последовали ещё два. Группа астрономов из Сямэньского университета (Китай) проанализировала данные радиотелескопа «Марриянг» (Murriyang) австралийской обсерватории Паркс, собранные с февраля 2009 по октябрь 2024 года.
Пульсары — быстро вращающиеся нейтронные звёзды, испускающие узкие пучки радиоизлучения. При каждом обороте «луч» проходит через Землю, что позволяет отслеживать вращение с чрезвычайно высокой точностью. Время от времени пульсары дают сбой: звезда вдруг начинает вращаться быстрее. Причина глитчей до конца не ясна, но ведущая гипотеза связывает их с взаимодействием между твёрдой корой и сверхтекучей материей недр — экзотической формой вещества, лишённой вязкости. Когда накопленный сверхтекучим «резервуаром» угловой момент резко передаётся коре, наблюдатели регистрируют скачок частоты.
PSR J1637−4642 — исключительно молодой по астрономическим меркам объект возрастом около 41 000 лет, совершающий один оборот за 154 миллисекунды. С момента открытия и на протяжении почти 10 лет он оставался «спокойным». Первый и самый мощный глитч 2018 года изменил частоту вращения на 2,7 миллионной доли. За ним примерно через 3 года последовал второй — в тысячу раз слабее, а ещё через 2,7 года третий, промежуточной силы. Разница в масштабе между тремя событиями превышает 3 порядка.
Только самый мощный глитч 2018 года сопровождался заметным восстановлением: после скачка частота не зафиксировалась мгновенно на новом значении, а плавно снижалась около 100 дней. Масштаб восстановления оказался небольшим — вернулось лишь 1,5% от величины скачка, а 98,5% прироста сохранилось в будущих наблюдениях. Для двух более слабых глитчей значимого восстановления зарегистрировать не удалось.
Чтобы объяснить наблюдения, авторы применили «модель вихревой ползучести» (vortex creep model) — она описывает, как сверхтекучая материя постепенно передаёт накопленный момент импульса твёрдой коре. Байесовский анализ показал: на сверхтекучий резервуар приходится примерно 1,87% полного момента инерции звезды. Это значение точно совпадает с теоретическими оценками для сверхтекучего слоя во внутренней коре нейтронной звезды. Характерное время релаксации (около 102 дней) позволило оценить внутреннюю температуру пульсара — около 100 миллионов кельвинов, что типично для объекта такого возраста при стандартных моделях охлаждения.
Результат интересен тем, что пульсары, годами кажущиеся стабильными, способны накапливать колоссальные напряжения в недрах — их сброс и порождает мощные глитчи. При этом три события с разницей в масштабе более чем 1000 раз в одной и той же звезде плохо укладываются в простые модели накопления и указывают на сложную, возможно стохастическую, природу сбоев. Продолжение мониторинга PSR J1637−4642 позволит уточнить распределение времени ожидания между глитчами и лучше понять динамику сверхтекучего вещества в недрах нейтронных звёзд.