PSR J1311–3430 - PSR J1311–3430

PSR J1311–3430
	Воспроизвести медиа PSR J1311-3430 и его маленький звездный товарищ ;
Данные наблюдений Epoch J2000 Equinox J2000;
Созвездие	Центавр
Прямое восхождение	13 ч 11 м 45,724 с
Склонение	−34 ° 30 ′ 30,35 ″
Характеристики
Спектральный тип	Pulsar
подробности
Масса	2,7 М ☉
Вращение	2,5 мс
Прочие обозначения
	2FGL J1311.7–3429

PSR J1311–3430 - пульсар с периодом вращения 2,5 миллисекунды. Это первый миллисекундный пульсар, обнаруженный посредством пульсаций гамма-излучения. Источник был первоначально идентифицирован телескопом для экспериментов с энергетическим гамма-лучами как яркий источник гамма-излучения , но не был признан пульсаром, пока наблюдения с помощью космического гамма-телескопа Ферми не обнаружили импульсное гамма-излучение. У пульсара есть спутник, в котором преобладает гелий, гораздо менее массивный, чем он сам, и они находятся на орбите с периодом 93,8 минуты. Система объясняется моделью, в которой масса спутника с малой массой передавалась пульсару, увеличивая массу пульсара и уменьшая его период. Эти системы известны как Пульсары Черной Вдовы , названные в честь обнаруженной оригинальной такой системы, PSR B1957 + 20, и в конечном итоге могут привести к полному испарению спутника. Среди подобных систем период обращения PSR J1311–3430 является самым коротким из когда-либо обнаруженных. Спектроскопические наблюдения спутника показывают, что масса пульсара равна 2,7 ( массы Солнца ). Хотя в этой оценке есть значительная неопределенность, минимальная масса пульсара, которая, по мнению авторов, адекватно соответствует данным, составляет 2,15 , что по-прежнему массивнее, чем PSR J1614-2230 , предыдущий рекордсмен для самого массивного известного пульсара. ${\ displaystyle M _ {\ odot}}$ ${\ displaystyle M _ {\ odot}}$

Открытие и наблюдения

Энергетические гамма Эксперимент телескоп (EGRET) и Ферми гамма-излучение космического телескоп ( Ферми ), преемник EGRET, оба выполненных обследования неба для гаммы - излучения. В телескопах наблюдали излучение в больших масштабах , в небе, связанные с излучением от Млечного Пути , а также «точечных» источников, названного так потому , что они меньше , чем угловое разрешение телескопов. Некоторые точечные источники, обнаруженные EGRET и Fermi, находились в тех же местах, что и ранее известные объекты из наблюдений 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 неидентифицированных источников был 2FGL J1317.7–3429 (названный так, потому что он был в каталоге источников Ферми , где J1317.7–3429 обозначает его положение в небе по прямому восхождению и склонению ).

Пытаясь 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 предположил, что источником мог быть миллисекундный пульсар в системе типа «черная вдова». но также отметил, что это должно быть подтверждено обнаружением пульсаций в данных гамма-излучения или на радиоволнах .

Через несколько месяцев это предположение подтвердилось. Слепой поиск данных Ферми за более чем четыре года под руководством Хольгера Плеча показал, что 2FGL J1317.7–3429 был миллисекундным пульсаром с периодом 2,5 миллисекунды, первым примером миллисекундного пульсара, обнаруженного с помощью пульсаций гамма-излучения. С открытием пульсаций он получил название PSR J1311–3430, а «PSR» обозначает пульсар. Последующие радионаблюдения позволили также обнаружить прерывистые радиопульсации с помощью телескопа Грин-Бэнк, которые были видны только <10% времени наблюдения источника. Авторы предположили, что импульсы могут затмеваться или рассеиваться веществом в системе.

Характеристики

Обнаружение и синхронизация пульсаций гамма-излучения использовались для определения периода вращения пульсара, равного 2,5 миллисекундам. Присутствие спутника пульсара вызывает очень незначительные изменения во времени, в которое эти импульсы, кажется, излучаются, а это означает, что точное время позволяет определить минимальную массу спутника с помощью третьего закона Кеплера . Минимальная масса, найденная этим методом, составляет 8,2 x 10 ⁻³ , что примерно в 8 раз превышает массу Юпитера . Оптическая спектроскопия этого спутника показывает, что он состоит в основном из гелия , а водород не обнаружен. Вариации оптической яркости показывают большие колебания температуры спутника. Моделирование вариаций указывает на сильный нагрев спутника пульсаром, и что спутник почти заполняет свою полость Роша . Объект, который выходит за пределы его доли Роша, теряет массу по сравнению с более массивным компаньоном. Такой сценарий используется для объяснения того, как спутник в этой системе, когда-то вероятно, звезда, потерял столько массы, что превратился в массивный объект планеты. Аккреция этого вещества также объясняет "раскрутку" миллисекундного пульсара, так что он может иметь такой короткий период вращения. Возможно, что PSR J1311–3430 в конечном итоге полностью испарит своего спутника и станет уединенным миллисекундным пульсаром. ${\ displaystyle M _ {\ odot}}$

Значение

Идентификация миллисекундного пульсара путем слепого поиска только по данным гамма-излучения дает надежду на то, 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 на 10%. наблюдаемого времени. Среди известных двойных пульсарных систем типа «черная вдова» PSR J1311–3430 имеет самый короткий орбитальный период и массу, которая должна быть больше 2,1 . Такое определение массы пульсара поддерживает существующее представление о том, что эти системы являются хозяевами пульсаров с большими массами, а также обеспечивает ограничения на уравнение состояния для нейтронных звезд, сильно отдавая предпочтение «жестким» уравнениям состояния. ${\ displaystyle M _ {\ odot}}$

Заметки

использованная литература

Плетч, HJ; Guillemot, L .; Fehrmann, H .; Allen, B .; Kramer, M .; Aulbert, C .; Ackermann, M .; Ajello, M .; De Angelis, A .; Этвуд, ВБ; Baldini, L .; Балет, Дж .; Barbiellini, G .; Bastieri, D .; Bechtol, K .; Bellazzini, R .; Боргланд, AW; Bottacini, E .; Brandt, TJ; Bregeon, J .; Brigida, M .; Bruel, P .; Buehler, R .; Buson, S .; Калиандро, Джорджия; Кэмерон, РА; Каравео , Пенсильвания; Casandjian, JM; Cecchi, C .; Челик, О. (2012). «Открытие двоичных миллисекундных пульсаров с помощью пульсаций гамма-излучения». Наука . 338 (6112): 1314–1317. arXiv : 1211.1385 . Bibcode : 2012Sci ... 338.1314P . DOI : 10.1126 / science.1229054 . PMID 23112297 .
Рэй; Выкуп; Чунг; Джиролетти; Cognard; Камило; Бхаттачарья; Рой; Романи (2012). "Радиообнаружение миллисекундного пульсара Fermi LAT Blind Search Millisecond J1311-3430". Астрофизический журнал . 763 (1): L13. arXiv : 1210.6676 . Bibcode : 2013ApJ ... 763L..13R . DOI : 10.1088 / 2041-8205 / 763/1 / L13 .
Романи, RW (2012). «2FGL J1311.7-3429 присоединяется к клубу« Черная вдова »». Астрофизический журнал . 754 (2): L25 – L20. arXiv : 1207,1736 . Bibcode : 2012ApJ ... 754L..25R . DOI : 10.1088 / 2041-8205 / 754/2 / L25 .
Цыгане; Филиппенко; Сильверман; Брэдли Ченко; Йохен Грайнер; Арне Рау; Джонатан Эллиотт; Плетч (2012). «PSR J1311-3430: Нейтронная звезда в тяжелом весе с гелиевым компаньоном в легком весе». Астрофизический журнал . 760 (2): L36. arXiv : 1210.6884 . Bibcode : 2012ApJ ... 760L..36R . DOI : 10.1088 / 2041-8205 / 760/2 / L36 .

Languages

In other projects