Астрономы провели всестороннее изучение необычного миллисекундного пульсара типа “черная вдова”, получившего обозначение PSR J0610−2100, с периодом вращения около 3,86 мс. Этот пульсар был обнаружен в 2003 году. Необычность этой двойной системы заключается в том, что, как уже показали предыдущие наблюдения, она демонстрирует вариации в оптическом диапазоне, а также при вращении пульсара вокруг своей очи, но орбитальные вариации или радиозатмения при этом отсутствуют. Результаты нового исследования, объяснившего такую странность, были опубликованы на сайте электронных препринтов arXiv.org, при этом статья принята к публикации в журнале Astronomy and Astrophysics.
Миллисекундными называются самые быстро вращающиеся пульсары с периодом вращения менее 30 мс. Считается, что они формируются в двойных системах, когда изначально более массивный компонент превращается в нейтронную звезду, которая затем раскручивается за счет аккреции — выпадения на ее поверхность вещества звезды-компаньона. Экстремальные двойные пульсары с полувырожденными звездами-компаньонами называются пульсарами-пауками. Эти объекты далее классифицируются как “черные вдовы”, если спутник имеет чрезвычайно низкую массу (менее 0,1 массы Солнца), или “красноспинными”, если вторая звезда тяжелее. PSR J0610−2100 представляет собой миллисекундный пульсар типа “черная вдова”, поскольку компаньон обладает массой около 0,02 солнечной и обращается вокруг нейтронной звезды каждые 6,86 часа.
Группа астрономов во главе с Эммой ван дер Ватерен из Нидерландского института радиоастрономии ASTRON в Двингелоо проводила радионаблюдения PSR J0610−2100 с помощью нескольких радиотелескопов, а также изучала компаньон в оптике с использованием Европейской южной обсерватории, постаравшись получить как можно больше информации о природе этого источника. Свидетельств радиозатмений не было обнаружено вплоть до низких частот, отсутствовали и значительные колебания орбитального периода в течение 16 лет. Правда, отсутствие радиозатмений в PSR J0610−2100 не является совсем уж уникальным явлением — о подобных особенностях уже сообщалось в случае нескольких “черных вдов”. Это объясняют отсутствием ионизированного материала, либо тем, что он не попадает в поле зрения земных наблюдателей.
Моделирование оптической кривой блеска маломассивного спутника подтверждает, что этот объект облучается пульсаром, но интересно то, что спутник, вероятно, не заполняет свою полость Роша — область вокруг звезды в двойной системе, внутри которой вращающееся вещество гравитационно связано с этой звездой, — но имеет относительно сильный наклон, и облучаемое полушарие этого объекта обладает удивительно низкой температурой — около 2820 К. Авторы статьи предполагают, что низкая температура облучаемой стороны компаньона вместе с относительно низкой скоростью вращения системы приводит к довольно незначительной потере массы компаньоном, которая “в норме” как раз и должна бы обеспечивать радиозатмения в этой системе. Этим как раз можно объяснить “аномальность” PSR J0610-2100.