Данные телескопа «Ферми» помогают уточнить орбитальные параметры гамма-лучевой двойной системы

Китайские астрономы, используя гамма-телескоп Fermi НАСА, наблюдали за двойной гамма-системой, известной как PSR J2032+4127. Результаты новых наблюдений, опубликованные 3 февраля на сервере препринтов arXiv, проливают свет на орбитальные параметры этой двойной системы, что может помочь нам лучше понять её природу.

Гамма-двойные системы состоят из массивной, яркой звезды, вращающейся вокруг компактного объекта, такого как нейтронная звезда или чёрная дыра. Они испускают основную часть излучения в гамма-диапазоне, что делает их одними из самых мощных ускорителей частиц.

Уникальная гамма-двойная система

Впервые обнаруженная в 2009 году, PSR J2032+4127 представляет собой гамма-лучевую двойную систему, расположенную на расстоянии около 4570 световых лет от Земли. Система состоит из пульсирующей нейтронной звезды с периодом вращения 143 миллисекунды и Be-звезды, обозначенной как MT91 213, с предполагаемой массой около 13,1–17,5 солнечных масс.

PSR J2032+4127 — единственная гамма-двойная система, демонстрирующая пульсации в гамма-диапазоне. Однако, несмотря на то, что система наблюдалась на различных длинах волн, некоторые из её параметров, включая орбитальный период, остаются неопределёнными. Например, предыдущие исследования предполагали, что её орбитальный период находится в диапазоне 45–50 лет.

Учитывая, что оценка орбитальных параметров имеет решающее значение для изучения механизмов излучения и процессов ускорения частиц в гамма-двойных системах, группа астрономов во главе с Ю-Фэном Ло из Нанкинского педагогического университета в Китае решила использовать Большой телескоп Ферми (LAT) для исследования PSR J2032+4127.

«С момента запуска спутник Fermi наблюдал за этим пульсаром в течение 16 лет, охватывая восемь лет до и восемь лет после прохождения пульсаром перицентра. Используя эти данные, мы представляем анализ времени прихода импульсов и впервые точно определяем параметры орбиты», — написали учёные в статье.

Определены орбитальные параметры, обнаружены сбои

Наблюдения с помощью телескопа LAT показали, что орбитальный период PSR J2032+4127 составляет приблизительно 19 111,5 дней, что равно 52,3 годам. Две звезды разделены расстоянием около 25,3 астрономических единиц, а их орбита имеет эксцентриситет 0,98. Наклон орбиты системы оценивается в 47,1–55,1 градуса.

Кроме того, в ходе наблюдений были обнаружены два сбоя PSR J2032+4127 — внезапные скачки скорости вращения пульсара. Эти два сбоя оказались относительно небольшими по сравнению с известной выборкой из более чем 216 пульсаров, которые в совокупности демонстрируют сотни сбоев. Частота возникновения сбоев для PSR J2032+4127 оценивается примерно в 0,12 в год, что значительно меньше по сравнению с пульсарами типа Вела и Крабовидными пульсарами.

Авторы статьи пришли к выводу, что большое орбитальное расстояние и стабильная эволюция вращения PSR J2032+4127 предполагают, что пульсар не может перейти ни в аккреционное, ни в пропеллерное состояние. Вместо этого пульсар постоянно остается в режиме вращения, подобно PSR B1259-63 — пульсару и члену двойной системы, расположенной на расстоянии около 7400 световых лет.

Мастер пера, обрабатывает новостную ленту.