Сообразили на троих

Открытая в 2005 году в плоскости нашей галактики двойная система не вписывается в привычные сценарии эволюции звезд и заставляет ученых изрядно поупражняться в сочинении разнообразных гипотез.

Необычный пульсар PSR J1903+0327 исследовала многочисленная международная команда астрофизиков с помощью большого радиотелескопа Arecibo в Пуэрто-Рико. Открытая в 2005 году в плоскости нашей галактики двойная система не вписывается в привычные сценарии эволюции звезд и заставляет ученых изрядно поупражняться в сочинении разнообразных гипотез.

Пульсаром обычно называют сильно намагниченную и быстро вращающуюся нейтронную звезду, которая излучает в пространство узкий пучок оптического, рентгеновского, радио- и гамма-излучения. Если этот пучок, как прожектор, периодически освещает Землю, наши телескопы регистрируют импульсы, период которых у разных пульсаров лежит в диапазоне от полутора миллисекунд до восьми с половиной секунд. Нейтронная звезда - очень плотный и стабильный объект, поэтому интервал между импульсами сохраняется с очень высокой точностью, сравнимой с точностью лучших атомных часов. И хотя теория излучения пульсаров развивается уже более сорока лет, в ней еще много белых пятен.

В настоящее время известны сотни пульсаров, часть которых входит в состав двойных звездных систем. В этом нет ничего необычного. Однако полтора года наблюдений за импульсами нашего пульсара, период которых составляет 2,15 мс, позволило сделать вывод, что его орбита сильно вытянута, а звезда-компаньон похожа на наше Солнце. Вот это уже очень странно, поскольку у всех отрытых до сих пор пульсаров с периодом менее 10 мс в напарниках ходит белый карлик, а орбита представляет собой почти идеальный круг. Кроме того, у нашего пульсара необычайно большая масса, в 1,74 раза больше солнечной.

До сих пор астрономы считали, что правильные миллисекундные пульсары образуются из двойных звездных систем. Они должны включать одну большую звезду, масса которой по крайней мере в восемь раз больше солнечной, и вторую - поменьше, похожую на Солнце. В процессе эволюции большая звезда взрывается как сверхновая, оставляя после себя нейтронную звезду с периодом вращения более 10 мс и отбрасывая свою "напарницу" на сильно вытянутую орбиту. Та постепенно становится раздутым красным гигантом, и нейтронная звезда начинает потихоньку "засасывать" ее вещество. Этот процесс ускоряет вращение нейтронной звезды и превращает орбиту пары в почти идеальный круг. Процесс останавливается, когда красный гигант становится белым карликом, а нейтронная звезда раскручивается до периода в несколько миллисекунд.

Однако наш пульсар не вписывается в этот сценарий. Сначала ученые предположили, что эта двойная система просто слишком молода и перетягивание вещества с раскруткой нейтронной звезды еще не закончились. Однако наблюдения за ее периодом показали, что пульсар имеет весьма почтенный возраст.

Вторая гипотеза предполагала, что пульсар сначала сформировался обычным образом, но в шаровидном звездном кластере со сравнительно высокой плотностью звезд. Потом гравитационные коллизии выкинули нейтронную звезду из кластера, а далее она встретилась с молодой звездой вроде Солнца, которая и захватила ее. И все бы с этой гипотезой было отлично, вот только нет поблизости подходящего звездного кластера.

Третья гипотеза представляется самой правдоподобной. Она предполагает, что пульсар родился в составе тройной звездной системы. Две звезды обычным образом сформировали миллисекундный пульсар. А третья, самая удаленная, оставалась на сильно вытянутой орбите. Потом нейтронная звезда каким-то образом поглотила белый карлик, вот и осталось то, что мы сейчас наблюдаем. Разумеется, этот сценарий надо бы просчитать на компьютере. Да и не очень понятно, почему третья звезда остановилась в своей эволюции.

Впрочем, теоретики не унывают и готовы придумывать новые гипотезы, лучше прежних. А пока ученые решили продолжить наблюдения в надежде отыскать рядом с пульсаром третий объект, как раз, быть может, тот самый недостающий белый карлик, оставшийся целым и невредимым. Для этого, согласно оценкам, подойдет один из крупных наземных оптических телескопов вроде Gemini или VLT.