PSR J1311–3430
| Данные наблюдений Эпоха J2000 Равноденствие J2000 | |
|---|---|
| Созвездие | Кентавр [ 1 ] |
| Прямое восхождение | 13 час 11 м 45.724 с [ 2 ] |
| Склонение | −34° 30′ 30.35″ [ 2 ] |
| Характеристики | |
| Спектральный тип | Пульсар |
| Подробности | |
| Масса | 2.7 [ 3 ] M ☉ |
| Вращение | 2,5 мс [ 2 ] |
| Другие обозначения | |
2ФГЛ J1311.7–3429 | |
| Ссылки на базы данных | |
| СИМБАД | данные |
PSR J1311–3430 — пульсар с периодом вращения 2,5 миллисекунды. Это первый миллисекундный пульсар, обнаруженный с помощью пульсаций гамма-излучения. Первоначально источник был идентифицирован Экспериментальным телескопом энергетических гамма-лучей как яркий источник гамма-лучей , но не был признан пульсаром до тех пор, пока наблюдения с помощью космического гамма-телескопа Ферми не обнаружили импульсное гамма-излучение. У пульсара есть спутник с преобладанием гелия, гораздо менее массивный, чем он сам, и оба они находятся на орбите с периодом 93,8 минуты. Система объясняется моделью, в которой масса спутника с малой массой переносится на пульсар, увеличивая массу пульсара и уменьшая его период. Эти системы известны как Пульсары Черной Вдовы , названные в честь первой обнаруженной такой системы, PSR B1957+20 , и могут в конечном итоге привести к полному испарению компаньона. [ 4 ] Среди подобных систем орбитальный период PSR J1311–3430 является самым коротким из когда-либо обнаруженных. [ 5 ] Спектроскопические наблюдения спутника позволяют предположить, что масса пульсара равна 2,7 ( солнечные массы ). Хотя в этой оценке существует значительная неопределенность, минимальная масса пульсара, которая, по мнению авторов, адекватно соответствует данным, составляет 2,15. , который все еще более массивен, чем PSR J1614−2230 , предыдущий рекордсмен среди самых массивных известных пульсаров. [ 3 ]
Открытия и наблюдения
[ редактировать ]Энергетический экспериментальный гамма-телескоп (EGRET) и космический гамма-телескоп Ферми ( Fermi ), преемник EGRET, проводили исследования неба на предмет гамма- излучения. Телескопы , наблюдали в небе излучение больших масштабов, связанное с излучением Млечного Пути а также «точечные» источники, названные так потому, что они меньше углового разрешения телескопов. Некоторые точечные источники, обнаруженные EGRET и Fermi, находились в тех же местах, что и ранее известные объекты по наблюдениям на других длинах волн , и включали астрофизические источники, такие как пульсары и активные ядра галактик . Однако другие точечные источники оставались загадкой, поскольку у них не было известных аналогов на других длинах волн. Одним из таких неопознанных источников был 2FGL J1317.7–3429 (названный так потому, что он находился в каталоге источников Ферми , где J1317.7–3429 обозначал его положение на небе по прямому восхождению и склонению ).
Стремясь обнаружить новое происхождение гамма-излучения, Роджер Романи провел глубокий поиск аналогов самых ярких неопознанных источников гамма-излучения. Его поиск обнаружил оптическое и рентгеновское излучение в том же месте, что и 2FGL J1317.7–3429, которое меняло амплитуду с периодом примерно 1,5 часа, и предположило, что источником может быть миллисекундный пульсар в системе типа черной вдовы. но также отметил, что это должно быть подтверждено открытием пульсаций в данных гамма-излучения или на радиоволнах . [ 5 ]
Через несколько месяцев эта догадка подтвердилась. Слепой поиск данных Ферми за более чем четыре года под руководством Хольгера Плеча показал, что 2FGL J1317.7–3429 представлял собой миллисекундный пульсар с периодом 2,5 миллисекунды, первый пример миллисекундного пульсара, обнаруженного с помощью пульсаций гамма-излучения. [ 2 ] После открытия пульсаций он получил название PSR J1311–3430, где «PSR» обозначает пульсар. Последующие радионаблюдения также смогли обнаружить периодические радиопульсации с помощью телескопа Грин-Бэнк , которые были видны только в течение <10% времени наблюдения за источником. Авторы предположили, что импульсы могут затмеваться или рассеиваться материалом в системе. [ 6 ]
Характеристики
[ редактировать ]Обнаружение и синхронизация пульсаций гамма-излучения были использованы для определения периода вращения пульсара, составляющего 2,5 миллисекунды. Присутствие компаньона пульсара вызывает очень незначительные изменения во времени, в которое эти импульсы кажутся излучаемыми, а это означает, что точное время позволяет определить минимальную массу компаньона с помощью третьего закона Кеплера . Минимальная масса, найденная этим методом, составляет 8,2 х 10. −3 или примерно в 8 раз больше массы Юпитера . [ 2 ] Оптическая спектроскопия этого компаньона показала, что он состоит в основном из гелия не , водород обнаружен. Изменения оптической яркости показывают большие изменения температуры компаньона. Моделирование вариаций указывает на сильный нагрев компаньона пульсаром и на то, что компаньон практически заполняет его полость Роша . [ 3 ] Объект, который выходит за пределы своей полости Роша, потеряет массу по сравнению с более массивным спутником. Такой сценарий используется для объяснения того, как спутник в этой системе, когда-то, вероятно, звезда, потерял так много массы и стал объектом планетарной массы. Аккреция этого материала также объясняет «раскрутку» миллисекундного пульсара, благодаря которой он может иметь такой короткий период вращения. Вполне возможно, что PSR J1311–3430 в конечном итоге полностью испарит своего спутника и станет одиночным миллисекундным пульсаром. [ 4 ]
Значение
[ редактировать ]Идентификация миллисекундного пульсара только посредством слепого поиска данных гамма-излучения дает надежду, что другие источники гамма-излучения неизвестного происхождения могут быть идентифицированы как миллисекундные пульсары, особенно с учетом того, что радиоимпульсы от PSR J1311–3430 были обнаружены менее чем в 10% случаев. наблюдаемого времени. [ 7 ] Среди известных двойных пульсарных систем типа «черная вдова» PSR J1311–3430 имеет самый короткий орбитальный период и массу, превышающую 2,1. [ нужна ссылка ] . Это определение массы пульсара подтверждает существующее представление о том, что эти системы являются хозяевами пульсаров с большими массами, а также накладывает ограничения на уравнение состояния нейтронных звезд, сильно отдавая предпочтение «жестким» уравнениям состояния. [ 3 ]
Примечания
[ редактировать ]- ^ Уолл, Майк (25 октября 2012 г.). «Сверхплотная нейтронная звезда — самая быстрая из когда-либо виденных» . Space.com . Проверено 25 октября 2012 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Плеч и др. (2012)
- ^ Перейти обратно: а б с д Римляне и др. (2012)
- ^ Перейти обратно: а б «Смертельное танго черной вдовы в гамма-свете» . Общество Макса Планка.
- ^ Перейти обратно: а б Римляне (2012)
- ^ Рэй и др. (2012)
- ^ Фрэнсис, Мэтью (25 октября 2012 г.). «Первый пульсар «черная вдова», обнаруженный в результате наблюдений гамма-лучей» . Проверено 29 октября 2012 г.
Ссылки
[ редактировать ]- Плеч, HJ; и др. (2012). «Обнаружение двойных миллисекундных пульсаров с помощью гамма-пульсаций». Наука . 338 (6112): 1314–1317. arXiv : 1211.1385 . Бибкод : 2012Sci...338.1314P . дои : 10.1126/science.1229054 . ПМИД 23112297 . S2CID 206544680 .
- Рэй; Выкуп; Чунг; Джиролетти; Коньяр; Камило; Бхаттачарья; Рой; Романи (2012). «Радиообнаружение миллисекундного пульсара слепого поиска Fermi LAT J1311-3430». Астрофизический журнал . 763 (1): Л13. arXiv : 1210.6676 . Бибкод : 2013ApJ...763L..13R . дои : 10.1088/2041-8205/763/1/L13 . S2CID 21255302 .
- Романи, RW (2012). «2FGL J1311.7-3429 присоединяется к клубу Черной Вдовы». Астрофизический журнал . 754 (2): L25–L20. arXiv : 1207.1736 . Бибкод : 2012ApJ...754L..25R . дои : 10.1088/2041-8205/754/2/L25 . S2CID 119262868 .
- цыгане; Филиппенко; Сильверман; Брэдли Ценко; Йохен Грейнер; Арне Рау; Джонатан Эллиотт; Плеч (2012). «PSR J1311-3430: тяжелая нейтронная звезда с легковесным гелиевым спутником». Астрофизический журнал . 760 (2): Л36. arXiv : 1210.6884 . Бибкод : 2012ApJ...760L..36R . дои : 10.1088/2041-8205/760/2/L36 . S2CID 56207483 .
