Пульсар взвесит центр Млечного Пути
Эти массивные объекты массой в миллионы масс Солнца в огромных количествах поглощают окружающее вещество (преимущественно ионизованный горячий газ) в ходе процесса, называемого аккрецией. Выделяемая в нем потенциальная энергия падающего вещества заставляет галактический центр светить в рентгеновском и других диапазонах электромагнитного спектра, что выдает гигантскую энергетику этих процессов. И хотя различные модели аккреции вещества давно просчитаны теоретиками, многие стороны этих процессов остаются неизвестными. К примеру, известно, что ключевую роль в регулировании падения газа должно играть магнитное поле.
Намагниченность газа воздействует на динамику его аккреции, отводит от дыры излишки углового момента, участвует в появлении релятивистских джетов и приводит к возникновению синхротронного излучения, наблюдаемого, в частности, с Земли. А поскольку о намагниченности газа, падающего на черную дыру, можно судить лишь по косвенным признакам, вопрос о магнитных полях вблизи Sgr A* долгое время волновал астрономов.
Именно поэтому открытие пульсара рядом с черной дырой в центре нашей Галактики было одной из главных целей пульсарной астрономии последних 20 лет.
Пульсары — быстро вращающиеся нейтронные звезды, продукт эволюции звезд, они имеют при диаметре до 20 км околосолнечную массу. Вращение нейтронных звезд заставляет их посылать в разные стороны строго периодические радиосигналы, из-за которых они и получили свое название. Эти сигналы «точного времени» и делают пульсары идеальными хронометрами, позволяющими изучать свойства пространства и времени вблизи сверхмассивных черных дыр и применимость там общей теории относительности.
Пульсар PSR J1745-2900 относится к редкому классу магнитаров — нейтронных звезд с чрезвычайно высокими магнитными полями, порядка 100 млн тесла, что в тысячи раз выше полей на обычных нейтронных звездах. Радиоизлучение магнитаров является сильно поляризованным — это свойство и сыграло на руку астрономам, мечтавшим узнать о магнитном поле самой дыры. Дело в том, что при прохождении линейно поляризованного света через вещество, находящееся в магнитном поле, наблюдается вращение плоскости его поляризации, по которому можно вычислить величину и направление самого магнитного поля на луче распространения волн.
PSR J1745-2900 был обнаружен после сообщения о рентгеновской вспышке, зафиксированной в центре Млечного Пути космическим телескопом Swift, и последующей фиксации радиоимпульсов наземными радиотелескопами в Эффельсберге, радиообсерваториями «Джодрелл-Бэнк» и другими инструментами.
«Радиотелескоп в Эффельсберге был построен как раз с тем, чтобы наблюдать галактический центр. И спустя 40 лет он обнаружил там первый радиопульсар!» — пояснил соавтор открытия Хайно Фальке.
«При первой попытке пульсар обнаружен не был. Однако некоторые пульсары упрямы и требуют нескольких наблюдений.
Во время второй попытки пульсар стал очень активен в радиодиапазоне и очень ярок. Я не мог поверить в то, что мы обнаружили пульсар в самом галактическом центре», — обрадовался Ральф Итоу, автор открытия, опубликованного в журнале Nature.
Надежды астрономов оправдались: анализ данных подтвердил, что газ вблизи черной дыры пронизан силовыми линиями мощного магнитного поля, которое регулирует выпадение вещества на дыру.
Пульсар вращается на расстоянии светового полугода от дыры, и теперь астрономы занимаются тем, чтобы уточнить параметры его орбиты. В будущем это позволит понять происхождение пульсара и уточнить массу ближайшей к нам сверхмассивной черной дыры.