Двойная звездная система точно синхронизирована с гамма-лучами пульсара

Используя новый подход, исследователи проанализировали архивные данные, собранные космическим гамма-телескопом «Ферми», с недоступным прежде уровнем точности. Они обнаружили отклонения в орбитальном периоде взаимодействующей двойной системы, которые можно объяснить циклами магнитной активности звезды-компаньона.

Объект 0FGL J2339.8–0530 был обнаружен космическим гамма-телескопом «Ферми» как мощный источник гамма-излучения в 2009 году. Наблюдения в других длинах волн подтвердили его природу: объект представляет собой миллисекундный пульсар, находящийся в составе двойной системы со звездой-компаньоном. Элементы системы вращаются вокруг общего центра масс по орбите с периодом 4,6 часа.

Только в 2014 году этот пульсар, теперь известный как PSR J2339–0533, удалось идентифицировать излучением в радиодиапазоне. Дело в том, что его наблюдения в радиодиапазоне затруднены из-за того, что излучение, исходящее от пульсара, нагревает и испаряет вещество звезды-компаньона, формируя облака газа, поглощающие радиоволны.

Группа ученых, возглавляемая Хольгером Плетчем (Holger Pletsch) из AEI, проанализировала архивные данные наблюдений, проведенные телескопом «Ферми» в гамма-диапазоне. При анализе ученые применили новаторский подход, отличающийся тем, что в нем не производится усреднения времен прибытия фотонов, а вместо этого время прибытия каждого отдельного фотона определяется индивидуально. Благодаря этому ученые смогли достичь увеличения разрешения аналитического сигнала по времени и повысить точность измерения физических свойств взаимодействующей системы, связанных с интенсивностью этого сигнала.

Полученные результаты показали неожиданное отклонение величины орбитального периода от среднего значения, равного 4,6 часа. Величина отклонений составляла несколько тысячных долей секунды, однако в масштабе миллионных долей секунды эти цифры довольно значительны.

Наиболее вероятной причиной этих отклонений астрономы называют циклы магнитной активности звезды-компаньона, в ходе которых слегка изменяется ее форма и соответственно форма её гравитационного поля, непосредственно влияющего на форму общей орбиты компонент двойной системы.