Використовуючи супутник XMM-Newton і космічний телескоп Hubble (HST), астрономи провели рентгенівські та ближні інфрачервоні спостереження пульсара середнього віку, відомого як PSR B1055-52. Результати спостережної кампанії, опубліковані на сервері препринтів arXiv, надають важливу інформацію про властивості цього пульсара.
Пульсари — це обертові нейтронні зірки з сильною намагніченістю, що випускають промінь електромагнітного випромінювання. Зазвичай вони виявляються у вигляді коротких спалахів радіовипромінювання; проте деякі з них також спостерігаються за допомогою оптичних, рентгенівських і гамма-телескопів.
Хоча відстань до PSR B1055–52 залишається невизначеною, попередні дослідження показують, що він розташований не далі, ніж 2300 світлових років від Землі. PSR B1055–52 має період обертання 197 мілісекунд, вік обертання близько 535 000 років, потужність обертання 30 децилійонів ерг/с і поверхневе магнітне поле на рівні 1,1 ТГ.
PSR B1055–52 є добре вивченим пульсаром, однак існують деякі розбіжності щодо його рентгенівських спектральних параметрів і потоків. Ось чому група астрономів під керівництвом Беттіни Посселт з Оксфордського університету, Великобританія, вирішила перевірити PSR B1055–52 за допомогою XMM-Newton і HST.
«Попередні спостереження гамма-, рентгенівського та радіопульсара середнього віку B1055–52 вказували на деякі особливості, такі як підозрювана зміна потоку рентгенівського випромінювання та спектральних параметрів, велике перевищення передбачуваної теплової складової ультрафіолетовий (УФ) спектр над розширенням рентгенівського теплового спектру Релея-Джинса та можливий подвійний розрив у нетепловому спектральному компоненті між оптичним і рентгенівським діапазонами.Ми спостерігали PSR B1055–52 за допомогою XMM-Newton обсерваторії в рентгенівському випромінюванні та космічного телескопа Хаббла в ближньому інфрачервоному діапазоні (NIR)”, – пояснили дослідники.
Дослідження показало, що довгострокові рентгенівські властивості PSR B1005-52 здаються стабільними на основі порівняння між спостереженнями 2000 року та новими спостереженнями XMM-Newton, проведеними в 2019 році. Крім того, можливість того, що короткочасний потік рентгенівського випромінювання не можна повністю виключати зміни, що відбулися до або близько 2012 року. Астрономи припускають, що проблема калібрування під час спостереження Чандри 2012 року може пояснити розбіжності, про які повідомляли попередні дослідження.
Степеневий спектральний індекс для PSR B1005-52 був виміряний як -0,57 в енергетичному діапазоні 3-10 кеВ, і розрахований нахил степеневого закону становив приблизно -0,24 для індексу кольору 0,03 маг. Було відмічено, що степеневі компоненти в ультрафіолетово-оптично-інфрачервоному та рентгенівському спектрах мають подібні нахили та плавно з’єднуються один з одним, що свідчить про спільні механізми прискорення та випромінювання.
Крім того, рентгенівський спектр PSR B1005-52 не узгоджується зі спектрами моделі атмосфери нейтронної зірки, подібними до інших пульсарів середнього віку. Це може вказувати на конденсовану поверхню нейтронної зірки, спектр якої, можливо, ближчий до спектра чорного тіла. Нові спостереження також дозволили дослідникам точно виміряти правильний рух PSR B1005-52, що може бути важливим для оцінки кінематичного віку цього пульсара.
«У принципі, тепер добре відомий власний рух може бути використаний для обмеження кінематичного віку, забезпечуючи незалежну оцінку віку, кращу від досить невизначеного характерного віку. Така інформація дозволяє більш надійне порівняння з іншими NS [нейтронними зірками], а також з теоретичні прогнози, наприклад, криві охолодження НС», – підсумували автори статті.