ПСР J0952–0607
Массивный миллисекундный пульсар в Млечном Пути
ПСР J0952–0607

PSR J0952–0607 (центральное перекрестие), полученное космическим гамма-телескопом Fermi
Данные наблюдений
Эпоха J2000.0       Равноденствие J2000.0
СозвездиеСекстанс
прямое восхождение09 ч 52 м 08,319 с [1]
Склонение−06° 07′ 23.49″ [1]
Характеристики
Спектральный типПульсар
Видимая величина  (i)22,0–24,4 [2]
Астрометрия
Расстояние970+1160
−530 ПК [3]
или1740+1570
−820 ПК [3]
или6260+360
−400(оптический)  ПК [4]
Подробности
ПСР J0952–0607 А
Масса2,35 ± 0,17 [4]  М ☉
Радиус12.245+0,685
−0,315[5]  км
Вращение1,413 798 36  мс [3]
Возраст4.9 [3]  млрд лет
ПСР J0952–0607 Б
Масса0,032 ± 0,002 [4]  М ☉
Светимость9.96+1,20
−1,12[а]  Л ☉
Температура3085+85
−80[4]  К
Металличность [Fe/H]–0,5 [2]  декс
Орбита [3]
НачальныйПСР J0952–0607 А
КомпаньонПСР J0952–0607 Б
Период (П)0,267 461 035  д
(6.419 064 84  ч )
Большая полуось (а)1 600 000  км [б]
Эксцентриситет (e)<0,004
Наклон (i)59.8+2,0
−1,9[4] °
Полуамплитуда (К 2 )
(вторичная)		376,1 ± 5,1 [4] км/с
Другие обозначения
ПСР J0952–0607, 4FGL J0952.1–0607
Ссылки на базы данных
СИМБАДданные

PSR J0952–0607 — массивный миллисекундный пульсар в двойной системе , расположенный на расстоянии 3200–5700 световых лет (970–1740  пк ) от Земли в созвездии Секстанс . [6] Он удерживает рекорд как самая массивная нейтронная звезда, известная по состоянию на 2022 год [обновлять], с массой2,35 ± 0,17 массы Солнца — потенциально близко к верхнему пределу массы Толмена- Оппенгеймера -Волкова для нейтронных звезд. [4] [7] Пульсар вращается с частотой 707 Гц (период 1,41 мс ), что делает его вторым по скорости вращения известным пульсаром и самым быстровращающимся пульсаром, известным в пределах Млечного Пути . [8] [6]

PSR J0952–0607 был обнаружен радиотелескопом Low -Frequency Array (LOFAR) во время поиска пульсаров в 2016 году. [6] Он классифицируется как пульсар «черная вдова» , тип пульсара, укрывающий близко вращающийся по орбите спутник субзвездной массы , который уничтожается интенсивными высокоэнергетическими солнечными ветрами пульсара и гамма- излучением. [4] [9] Высокоэнергетические излучения пульсара были обнаружены в гамма- и рентгеновских длинах волн. [10] [3] [11]

Открытие

PSR J0952–0607 был впервые идентифицирован как неассоциированный источник гамма-излучения , обнаруженный в течение первых семи лет обзора всего неба космическим гамма-телескопом Ферми с 2008 года. [8] : 2  Из-за его оптимального расположения вдали от переполненного Галактического центра и его пульсароподобного [12] : 8  пика гамма-излучения при 1,4 ГэВ он был признан главным кандидатом на миллисекундный пульсар для последующего наблюдения. [8] : 2  Пульсар был повторно обнаружен и подтвержден радиотелескопом Low -Frequency Array (LOFAR) в Нидерландах 25 декабря 2016 года, который выявил частоту радиопульсаций 707 Гц наряду с радиальным ускорением невидимого двойного компаньона. [8] : 3  Дальнейшие наблюдения LOFAR проводились с января по февраль 2017 года, наряду с радионаблюдениями телескопа Грин-Бэнк в Грин-Бэнк, Западная Вирджиния, в марте 2017 года. [8] : 3  Оптические наблюдения 2,54-метрового телескопа Исаака Ньютона на острове Ла-Пальма обнаружили и подтвердили наличие спутника пульсара со слабой видимой величиной 23 в январе 2017 года. [8] : 3  Открытие было опубликовано в The Astrophysical Journal Letters и было объявлено в пресс-релизе NASA в сентябре 2017 года. [8] [6]

Расстояние и местоположение

Расстояние от Земли до PSR J0952–0607 крайне неопределенно. [2] [3] [4]

Двоичная система

Двойная система PSR J0952–0607 состоит из массивного пульсара и звезды субзвездной массы (<0,1  M ☉ ) [9] : 127  спутник на близкой орбите вокруг него. [4] Из-за этой конфигурации эта система попадает в категорию пульсаров типа «черная вдова» , которые «поглощают» своего спутника, по аналогии с брачным поведением одноименного паука типа «черная вдова» . [7] Спутник непрерывно теряет массу за счет абляции интенсивными высокоэнергетическими солнечными ветрами и гамма-излучением пульсара, который затем аккрецирует часть потерянного материала спутника на себя. [9] : 127  [4] : 1 

Компаньон

Художественное представление пульсарной системы «черная вдова», где спутник звездной массы уничтожается интенсивным излучением своего пульсара-хозяина.

Компаньон вращается вокруг пульсара на расстоянии 1,6 млн км (1 млн миль) [b] с орбитальным периодом 6,42 часа. [4] Поскольку он вращается так близко, компаньон, по-видимому, приливно заблокирован , и одно полушарие всегда обращено к пульсару. [3] : 8  Компаньон, по-видимому, не затмевает пульсар , [8] : 1  [3] : 12  указывая на то, что его орбита ориентирована почти плашмя с наклоном 60° по отношению к плоскости, перпендикулярной лучу зрения Земли. [4] : 4  Орбитальное движение компаньона также, по-видимому, не модулирует пульсации пульсара, указывая на круговую орбиту с пренебрежимо малым эксцентриситетом орбиты . [3] : 4 

Компаньон, вероятно, был бывшей звездой , которая уменьшилась до размеров большой газовой планеты- гиганта или коричневого карлика , [7] [3] : 12  с современной массой0,032 ± 0,002  М ☉ или34 ± 2  МДж согласно измерениям лучевой скорости . [4] : 4  Из-за интенсивного облучения и нагревания родительским пульсаром радиус компаньона увеличивается до 80% от его полости Роша [3] : 8  [4] : 4  и он ярко светится с тепловой светимостью около10  L ☉ , [a] тем самым определяя большую часть оптической яркости системы. [4] : 1, 4  [2] : 1  В результате раздувания компаньон достигает низкой плотности, вероятно, около10 г/см 3 (со значительной неопределенностью из-за неизвестного расстояния системы от Земли), [2] : 11  что делает ее восприимчивой к приливной деформации пульсаром. [3] : 12 

Обращенная к пульсару облученная полусфера спутника непрерывно нагревается до температуры6200  К , тогда как необлученное полушарие спутника испытывает равномерную [2] : 4  температуру3000 К. [ 4] : 4  Эта разница температур в полусферах соответствует разнице в светимости полусфер, что, в свою очередь, вызывает значительную изменчивость видимой яркости по мере вращения компаньона вокруг пульсара. [8] : 4  [3] : 8  Эта изменчивость яркости демонстрируется в оптической кривой блеска PSR J0952–0607 , которая демонстрирует амплитуду, превышающую одну звездную величину . [2] : 4 

Масса

PSR J0952–0607 имеет массу2,35 ± 0,17  M ☉ , что делает его самой массивной нейтронной звездой, известной по состоянию на 2022 год [обновлять]. [4] Пульсар, вероятно, приобрел большую часть своей массы путем аккреции до1  млн ☉ потерянного материала от его компаньона. [4] : 5 

Вращение и возраст

PSR J0952–0607 вращается с частотой 707 Гц (период 1,41 мс ), что делает его вторым по скорости вращения известным пульсаром и самым быстровращающимся пульсаром, который находится в Млечном Пути . [8] [6] Если предположить, что стандартный радиус нейтронной звезды составляет 10 км (6,2 мили), [3] : 11  экватор PSR J0952–0607 вращается с тангенциальной скоростью более 44 400 км/с (27 600 миль/с) — около 14% скорости света . [13] На основании 7 лет точных данных о времени пульсации, полученных с помощью гамма- и радионаблюдений, период вращения пульсара, по оценкам, замедляется со скоростью замедления менее4,6 × 10 −21 секунд в секунду, что соответствует характерному возрасту 4,9 миллиарда лет. [3] : 11 

Магнитное поле

Измерения скорости замедления вращения PSR J0952–0607 показывают, что пульсар имеет удивительно слабую поверхностную напряженность магнитного поля 6,1 × 10 7 гаусс (6,1 × 10 3  Тл ), что помещает его в число 10 самых слабых магнитных полей пульсаров, известных по состоянию на 2022 год [обновлять]. [4] : 1  Для контекста, обычные магнитные поля пульсаров обычно имеют порядок терагаусс (1 × 10 12  Гс, 1,0 × 10 8  Тл), что более чем в 10 000 раз больше, чем у PSR J0952–0607. [14] [4] : 1  Другие миллисекундные пульсары демонстрируют столь же слабые магнитные поля, что намекает на общий, хотя и неизвестный механизм в этих типах систем; [3] : 2  возможных объяснения варьируются от аккрецированного вещества, скрывающего поверхностное магнитное поле пульсара, до тепловой эволюции твердой коры пульсара . [14] : 1–2  [4] : 1 

Гамма-излучение

PSR J0952–0607 выглядит очень слабым в гамма-лучах и не был обнаружен в июле 2011 года. [11] [3] : 2 

Смотрите также

Примечания

  1. ^ ab Светимость, преобразованная из эрг /с в L ☉ , задана3.81+0,46
    −0,43    × 10 34  эрг/с     из Romani et al. (2022) [4] и светимость Солнца L ☉ =3,826 × 10 33  эрг/с .
  2. ^ ab Большая полуось орбиты рассчитана с помощью третьего закона Кеплера : задана первичная масса = 2,35 M ☉ и орбитальный период = 6,42 ч. [4] Нидер и др. (2019) определили минимальную проекцию большой полуоси а = Г М Т 2 4 π 2 3 {\displaystyle a={\sqrt[{3}]{\frac {GMT^{2}}{4\pi ^{2}}}}} М {\displaystyle М} Т {\displaystyle Т} 0,062 6670 световых секунд (18 787  км ) по данным гамма-излучения и радиопульсации. [3] : 6 

Ссылки

  1. ^ ab "PSR J0952-0607 -- Пульсар". СИМБАД . Центр астрономических исследований Страсбурга . Проверено 26 июля 2022 г.
  2. ^ abcdefg Драгис, Пол; Романи, Роджер В.; Филиппенко Алексей Владимирович; Бринк, Томас Г.; Чжэн, Вэйкан; Хальперн, Жюль П.; Фернандо, Камило (сентябрь 2019 г.). «Многозонные оптические кривые блеска пульсаров черной вдовы». Астрофизический журнал . 883 (1): 13. arXiv : 1908.00992 . Бибкод : 2019ApJ...883..108D. дои : 10.3847/1538-4357/ab378b . 108.
  3. ^ abcdefghijklmnopqrs Нидер, Л.; Кларк, CJ; Басса, КГ; Ву, Дж.; Сингх, А.; Доннер, JY; и др. (сентябрь 2019 г.). «Обнаружение и определение времени гамма-пульсаций пульсара J0952-0607 с частотой 707 Гц». Астрофизический журнал . 883 (1): 17. arXiv : 1905.11352 . Бибкод : 2019ApJ...883...42N. дои : 10.3847/1538-4357/ab357e . 42.
  4. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwx Романи, Роджер В.; Кандель, Д.; Филиппенко, Алексей В.; Бринк, Томас Г.; Чжэн, Вэйкан (август 2022 г.). "PSR J0952-0607: самая быстрая и тяжелая известная галактическая нейтронная звезда". The Astrophysical Journal Letters . 934 (2): 6. arXiv : 2207.05124 . Bibcode : 2022ApJ...934L..17R. doi : 10.3847/2041-8213/ac8007 . L18.
  5. ^ Кумар, Р.; Кумар, М.; Такур, В.; Кумар, С.; Кумар, П.; Шарма, А.; Агравал, Б.К.; Дхиман, СК; и др. (май 2023 г.). «Наблюдательное ограничение от самого тяжелого пульсара PSR J0952-0607 на уравнение состояния плотной материи в релятивистской модели среднего поля». Physical Review C : 19. arXiv : 2306.05097 .
  6. ^ abcde Редди, Фрэнсис (5 сентября 2017 г.). «Экстремальные телескопы обнаружили второй по скорости вращения пульсар». NASA . Получено 26 июля 2022 г. .
  7. ^ abc Sanders, Robert (26 июля 2022 г.). «Самая тяжелая нейтронная звезда на сегодняшний день — это «черная вдова», поедающая своего партнера». Berkeley News . Калифорнийский университет в Беркли . Получено 26 июля 2022 г. .
  8. ^ abcdefghij Басса, CG; Плеунис, З.; Хессельс, JWT; Феррара, ЕС; Бретон, РП; Гусинская, Н.В.; и др. (сентябрь 2017 г.). «LOFAR Открытие самого быстровращающегося миллисекундного пульсара в галактическом поле». Письма астрофизического журнала . 846 (2): 7. arXiv : 1709.01453 . Бибкод : 2017ApJ...846L..20B. дои : 10.3847/2041-8213/aa8400 . Л20.
  9. ^ abc Roberts, Mallory SE (март 2013 г.). «В окружении пауков! Новые черные вдовы и красноспинные пауки в галактическом поле». Труды Международного астрономического союза . 291 : 127– 132. arXiv : 1210.6903 . Bibcode : 2013IAUS..291..127R. doi : 10.1017/S174392131202337X .
  10. ^ Хо, Винн К. Г.; Хайнке, Крейг О.; Чугунов, Андрей И. (сентябрь 2019 г.). "Обнаружение и спектр второго по скорости вращения пульсара PSR J0952-0607 с помощью XMM-Newton". The Astrophysical Journal . 882 (2): 7. arXiv : 1905.12001 . Bibcode :2019ApJ...882..128H. doi : 10.3847/1538-4357/ab3578 . 128.
  11. ^ ab Kohler, Susanna (11 декабря 2019 г.). "Экстремальный пульсар, обнаруженный в гамма-лучах". AAS Nova Highlights . Американское астрономическое общество. Bibcode : 2019nova.pres.6048K . Получено 26 июля 2022 г.
  12. ^ Абдоллахи, С.; Асеро, Ф.; Акерманн, М.; Аджелло, М.; Этвуд, В. Б.; Аксельссон, М.; и др. (март 2020 г.). "Fermi Large Area Telescope Fourth Source Catalog". Серия приложений к астрофизическому журналу . 247 (1): 37. arXiv : 1902.10045 . Bibcode : 2020ApJS..247...33A. doi : 10.3847/1538-4365/ab6bcb . 33.
  13. ^ Старр, Мишель (24 сентября 2019 г.). «Астрономы обнаружили гамма-лучи от экстремального пульсара, вращающегося со скоростью 707 раз в секунду». ScienceAlert . Получено 27 июля 2022 г.
  14. ^ ab Mukherjee, Dipanjan (сентябрь 2017 г.). «Повторный взгляд на захоронение поля аккрецией на нейтронные звезды». Журнал астрофизики и астрономии . 38 (3): 10. arXiv : 1709.07332 . Bibcode : 2017JApA...38...48M. doi : 10.1007/s12036-017-9465-6 . hdl : 1885/247814. 48.
Получено с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=PSR_J0952–0607&oldid=1265397304"