С помощью сферического радиотелескопа с пятисотметровой апертурой (FAST) астрономы исследовали свойства излучения трех долгопериодических пульсаров. Результаты наблюдений представлены в научной статье, опубликованной 6 февраля на сервере препринтов arXiv.
Пульсары — это сильно намагниченные быстро вращающийся источники импульсного электромагнитного излучения с нейтронной звездой в центре. Ее масса сравнима с массой Солнца, а плотность вещества в ней больше, чем у атомного ядра. Обычно пульсары обнаруживаются в виде коротких импульсов стабильного радиоизлучения, однако некоторые из них также наблюдаются с помощью оптических, рентгеновских и гамма-телескопов.
Наблюдения показывают, что пульсары могут демонстрировать интригующую изменчивость, проявляющуюся в таких явлениях, как «нулевые» фазы (фазы ослабленной или полностью отсутствующей эмиссии), смена режима, яркие импульсы и микроструктуры. Телескоп FAST — один из немногих инструментов, способных исследовать поведение пульсаров.
Такие объекты могут образовываться при взрывах сверхновых на поздних стадиях эволюции. Они испускают узконаправленные пучки радиоволн и других электромагнитных волн, которые можно зафиксировать на Земле.
Группа астрономов под руководством Хабтаму Менберу Тедилы из Университета Арба-Минч в Эфиопии использовала FAST для изучения поведения трех долгопериодических пульсаров PSR J1945+1211, PSR J2323+1214 и PSR J1900−0134. Исследование проводилось в рамках проекта Commensal Radio Astronomy FAST Survey (CRAFTS).
Одноимпульсные наблюдения за долгопериодическими пульсарами проводились во время пилотных сканирований в рамках исследования CRAFTS с использованием телескопа FAST. В этих наблюдениях использовался 19-лучевой приемник в диапазоне частот от 1,05 до 1,45 ГГц.
Наблюдения выявили квазипериодические нулевые явления во всех трех пульсарах продолжительностью от 57 до 71,4 секунды. Доля нулевых явлений для PSR J1945+1211, PSR J2323+1214 и PSR J1900−0134 составила 52,46, 48,48 и 27,51% соответственно.
Исследование выявило сложные особенности излучения PSR J1900−0134 с микроструктурными импульсами продолжительностью до 2,05 миллисекунд. Два других пульсара демонстрировали асимметричное излучение с яркими импульсами.
Кроме того, наблюдения выявили квазипериодические микроструктуры и различные микроструктурные импульсы в PSR J1900−0134. Это указывает на периодический процесс излучения в магнитосфере пульсара и дифференцированные характеристики излучения.
Во всех трех пульсарах яркие импульсы возникают с разной частотой, а интенсивность импульсов варьируется, при этом профили в состоянии всплесков имеют более высокую пиковую интенсивность и больший масштаб.
Полученные результаты дают более детальное представление о механизмах излучения пульсаров, показывая, что меняющийся характер излучения может быть обусловлен влиянием как внутренних, так и внешних факторов.
О радиотелескопе FAST
Радиотелескоп FAST (буквально «быстрый») — сферический радиотелескоп с 500-метровой апертурой (англ. Five hundred meter Aperture Spherical Telescope). Неофициальное китайское название телескопа, расположенного в провинции Гуйчжоу, «Небесный глаз». Проект служит демонстрацией роли Китая в освоении космоса.
Строительство телескопа было завершено в июле 2016-го года. Оно длилось пять лет и обошлось в 180 миллионов долларов. Обсерватория FAST является радиотелескопом с заполненной апертурой самого большого диаметра в мире. Тем самым FAST обошел другой гигантский радиотелескоп Аресибо с диаметром апертуры 304,8 метра, который в течение 53-х лет оставался самым большим на Земле.
Крупнейшим радиотелескопом с незаполненной апертурой по-прежнему остается российский РАТАН-600 (576 м.).
Конструкция телескопа FAST схожа с Аресибо. Его апертура состоит из 4 450 перфорированных пластин из алюминия в форме равносторонних треугольников с длинной стороной в 11 метров. Пластины располагаются в виде сферического купола на сетке из стальных тросов. Апертура находится в естественной карстовой воронке в гористой местности на высоте около 1 километра над уровнем моря.
В отличие от неподвижной апертуры Аресибо, каждая панель телескопа FAST может менять положение при помощи гидроприводов. Также подвижны приемные антенны телескопа, установленные над куполом на тарелкообразной платформе.
По информации из китайских СМИ, телескоп FAST имеет вдвое большую чувствительность по сравнению с Аресибо. Он способен исследовать небосвод в пять раз быстрее.
Частотный диапазон FAST — от 70 МГц до 3 ГГц. Радиотелескоп может быть сфокусирован по направлению с углом конуса до 40°.
Хотя FAST называют сферическим радиотелескопом с 500-метровой апертурой, на самом деле он не имеет правильной сферической формы, а эффективный радиус кривизны его отражателей – 300 метров. У Аресибо реальный эффективный диаметр апертуры при наблюдении не в зените составляет 221 метр. Аресибо остается более предпочтительным телескопом при наблюдении объектов в пределах Солнечной системы и ее окрестностей, тогда как FAST более подходит для исследований дальнего космоса. Одна из ключевых задач FAST — поиск внеземных сигналов искусственного происхождения.
Недавно ученые задумались о том, как инопланетяне обнаружат нас из космоса. Сигналы радиотелескопов могут стать признаком обитаемости планеты.
