Бъг в пулсара Вела дава уникална възможност да изучаваме интериора на неутронна звезда

Промяна в скоростта на въртене на мъртва звезда се оказа още по-интересна, отколкото си мислехме. За първи път астрономите показаха, че въртенето на пулсара Вела се забавя непосредствено преди неговия бъг за 2016 г. Това беше неочаквано и ни помага да стесним мистериозната динамика в свръх плътния интериор на неутронните звезди.

За астрономите някои от най-полезните обекти във Вселената са бързо въртящите се неутронни звезди, известни като пулсари. Докато се въртят, те излъчват лъч, нещо като фар, често на невероятно бързи и редовни времеви интервали.

Това може да бъде полезно за цяла гама научни приложения, но дори пулсарите не са 100 процента точни. С течение на времето те постепенно губят малко количество ротационна енергия, все така леко забавяйки се. От време на време обаче те могат внезапно да се ускорят, преди да се върнат към нормалното – това наричаме бъг.
Не знаем какво причинява пулсарен бъг, но астрономите смятат, че има нещо общо с вътрешните процеси на неутронната звезда.

И тук идва пулсарът Вела, разположен на около 1000 светлинни години от Земята. Обикновено той се върти със скорост от около 11 завъртания в секунда. Но при него е добре известен сериен блясък, „хълцане“ веднъж на всеки три години. (Последният му бъг беше през февруари тази година, но това изследване се отнася до предишния бъг, през декември 2016 г.)

Тези бъгове не могат да бъдат предвидени, но относителната им закономерност означава, че имаме по-голям шанс да ги уловим, както се случи през декември 2016 г., когато за първи път проблемът беше записан в реално време с помощта на радио телескоп.

Първият анализ на този бъг разкри промени във формата на пулса по време на събитието на бъга. Сега по-задълбочен анализ разкрива, че по време на бъга пулсарът започва да се върти още по-бързо, а след това се връща назад до по-нормална скорост доста бързо.

Това е в съответствие с теоретичните модели, които предполагат, че има три компонента към вътрешната структура на неутронна звезда.
„Един от тези компоненти, супа от свръхтечни неутрони във вътрешния слой на кората, се придвижва първо навън и удря твърдата външна кора на звездата, причинявайки тя да се върти“, казва астрофизикът Пол Ласки от университета в Монаш, Австралия.

„Но след това, втора част от свръхтечност, която се движи в ядрото, се съединява с първата, която кара въртенето на звездата да се забави назад. Това пропускане е обяснявано няколко пъти в литературата, но това е първи път, когато то е идентифицирано при наблюдения в реално време.

Не е убедително доказателство, че това наистина се случва в неутронните звезди, но все пак вероятно ни доближава малко до ставащото там.

Това забавяне, за което споменахме по-рано, все още опровергава обяснението. Изследователите отбелязват в своя труд, че забавянето в действителност може да предизвика проблем, причинявайки критично изоставане между кората и свръхтечността, като това поставя гигантски въпросителен знак.

„Непосредствено преди появата на бъг, забелязахме, че изглежда, че звездата забавя скоростта на въртене, преди да се завърти обратно“, заяви астрономът и физик Грег Аштън от университета в Монаш.

„Всъщност нямаме идея защо това е така и това е първият път, когато наблюдаваме явлението.“

Но докато загадката остава, анализът наистина показва, че бъговете са малко по-сложен от кратък, едноетапен процес. Екипът се надява бъдещите наблюдения, анализи и теоретично моделиране да излязат с нови обяснения за динамиката, която са разкрили.

Изследването е публикувано в Nature Astronomy.