Фоном для обоих изображений является излучение в радиоконтинууме на частоте 1,28 ГГц из туманности, окружающей массивную рентгеновскую двойную систему Vela X-1, и ее недавно открытый головной радиоудар (ван ден Эйнден и др., 2022). Слева и справа мы видим изображения MeerKAT пульсара PSR J0901-4046 до и во время импульса соответственно. Кредит: Ян Хейвуд.

Внеземные источники излучения с регулярной периодичностью, известные как пульсары, обычно обнаруживаются в виде коротких всплесков радиоизлучения. Радиопульсары обычно описываются как сильно намагниченные, быстро вращающиеся нейтронные звезды с лучом маяка, который производит импульсное излучение.

PSR J0901-4046 был обнаружен 27 сентября 2020 года на частоте 1284 МГц с помощью радиотелескопа MeerKAT и связан со сверхмедленно вращающейся намагниченной нейтронной звездой. Он имеет сверхдлинный период вращения примерно 75,9 секунды, поэтому он вращается более чем в три раза медленнее, чем бывший рекордсмен PSR J0250+5854.

Сила поверхностного магнитного поля PSR J0901-4046 первоначально оценивалась на уровне 130 триллионов Гаусс, исходя из его периода. Однако дальнейшие исследования показали, что такого магнитного поля совершенно недостаточно для работы этого пульсара , за исключением гипотезы о том, что PSR J0901-4046 может быть магнитаром. Более того, оставалось непонятным, как такой медленно вращающийся источник все еще активен в радиодиапазоне.

Вот почему группа астрономов во главе с Денисом Собяниным из Физического института им. П.Н. Лебедева Российской академии наук в Москве решила более внимательно изучить PSR J0901-4046.

«В этой статье мы рассматриваем проблему происхождения радиоизлучения от, по-видимому, мертвого PSR J0901-4046. Отказ от модели магнито-дипольного излучения и исключительно использование преобразования энергии при размножении плазмы над полярной шапкой сильно намагниченной вращающейся нейтронной звезды. «Мы показываем, что фактическое поверхностное магнитное поле PSR J0901-4046 на 2 порядка выше общепринятой оценки», — пояснили исследователи.

Исследование показало, что PSR J0901-4046 имеет магнитное поле не менее 27 квадриллионов Гаусс. Такое сильное магнитное поле объясняет существование размножения плазмы и наблюдаемое радиоизлучение этого пульсара. Таким образом, PSR J0901-4046 становится самым намагниченным радиопульсаром, обнаруженным на сегодняшний день.

Астрономы объяснили, что сверхмедленное вращение PSR J0901-4046 подразумевает, что напряженность поверхностного магнитного поля должна превышать значение в 25 квадриллионов Гаусс. Это необходимо для эффективного каскадного размножения электрон-позитронной плазмы, генерирующей радиоизлучение.

Исследователи добавили, что чрезвычайно сильное магнитное поле PSR J0901-4046 указывает на то, что пульсар замедляется не магнитно-дипольным излучением, а электрическим током около 56 мегаампер, когда энергия вращения расходуется на ускорение заряженных частиц над полярной шапкой. В этом сценарии энергия вращения нейтронной звезды полностью переходит в энергию первичных частиц в ускорительном промежутке, а не в энергию магнито-дипольного излучения.