Используя спутник XMM-Newton Европейского космического агентства, европейские астрономы провели рентгеновские наблюдения миллисекундного двойного пульсара, известного как PSR J1431−4715. Результаты наблюдательной кампании, опубликованные 3 сентября на сервере препринтов arXiv , дают больше информации о природе этой системы.
Пульсары — это сильно намагниченные вращающиеся нейтронные звезды , испускающие пучок электромагнитного излучения. Самые быстро вращающиеся из них, с периодами вращения менее 30 миллисекунд, известны как миллисекундные пульсары (MSP). Исследователи предполагают, что они образуются в двойных системах, когда изначально более массивный компонент превращается в нейтронную звезду, которая затем раскручивается из-за аккреции вещества из вторичной звезды.
Класс экстремальных двойных пульсаров с полувырожденными звездами-компаньонами называют «паучьими пульсарами». Эти объекты далее классифицируются как «черные вдовы», если компаньон имеет чрезвычайно малую массу (менее 0,1 массы Солнца), и как «красноспинные», если вторичная звезда тяжелее.
PSR J1431−4715, или сокращенно J1431, является двойным MSP, расположенным, скорее всего, на расстоянии от 5250 до 8400 световых лет от Земли. С периодом вращения 2,01 миллисекунды и мощностью замедления вращения на уровне 68 дециллионов эрг/с, он является одним из самых быстрых и энергичных пульсаров.
Предыдущие наблюдения показали, что на импульсное радиоизлучение J1431 влияют сильные затмения при бинарном орбитальном периоде около 10,8 часов. Также было обнаружено, что в системе находится невырожденная звезда-донор с минимальной массой 0,12 солнечных масс, и поэтому J1431 был классифицирован как красноспинный.
Однако, учитывая, что J1431 был открыт в 2015 году, он остается плохо изученным MSP. Вот почему группа астрономов под руководством Домитиллы де Мартино из Астрономической обсерватории Каподимонте в Неаполе, Италия, решила исследовать J1431 в рентгеновских лучах с помощью XMM-Newton. Их исследование было дополнено оптическими многополосными фотометрическими данными с 3,5-метрового телескопа New Technology Telescope (NTT) Европейской южной обсерватории в Чили.
Наблюдения показали, что рентгеновский спектр J1431 лишен особенностей и соответствует нетепловому излучению с степенным фотонным индексом 1,6 и незначительным поглощением. Более того, было обнаружено присутствие теплового компонента, что может указывать на вклад нагретой полярной шапки в мягкое рентгеновское излучение.
Собранные данные указывают на то, что звезда-компаньон является ранней звездой F-типа с массой около 0,2 солнечных масс, что подтверждает красноспинную природу J1431. Однако звезда-компаньон оказалась горячее, чем большинство красноспинных, поскольку ее дневная и ночная температуры были измерены примерно в 7500 и 7400 К соответственно.
На основе наблюдений астрономы обнаружили, что J1431 имеет двойной наклон в 59 градусов и что система расположена примерно в 10 100 световых годах от нас, то есть дальше, чем предполагалось ранее. Полученные данные также свидетельствуют о массивности пульсара , поскольку его масса, как предполагается, находится в диапазоне 1,8–2,2 солнечных масс.
