Нейтронные звезды. Как понять зомби из космоса

До 2004 года все известные магнетары (их насчитывалось около десятка) обнаруживались только благодаря их рентгеновскому или гамма-излучению. Все они вращались медленно и находились относительно близко – большинство в нашей Галактике. Это привлекло внимание некоторых радиоастрономов. Направив радиотелескопы на эти магнетары, они решили выяснить, излучают ли те еще и радиоволны, но ничего не увидели. Начиная с 2005 года стали появляться публикации, где физики пытались объяснить, почему магнетары не излучают радиоволны. “Считалось, что в сравнении с обычными пульсарами их магнитные поля настолько сильны, что должны проявиться некие препятствующие излучению квантово-механические эффекты”, – говорит астроном Фернандо Камило, руководитель научных исследований Южноафриканской радиоастрономической обсерватории, которая контролирует работу всех радиоастрономических центров в Южной Африке. Я встретилась с ним в этой обсерватории в Кейптауне.

В то время Камило работал в Колумбийском университете, а в том же офисе напротив него сидел астрофизик Юлиус Гальперн. В 2005 году Гальперн вместе с несколькими сотрудниками анализировал данные наблюдений галактической плоскости, полученные телескопами VLA в Нью-Мексико. Однажды они обнаружили точечный радиоисточник без пульсаций, находившийся в том же месте, что и рентгеновский магнетар XTE J1810-197, обнаруженный RXTE в 2003 году. Гальперн написал статью, где доказывал, что это не может быть радиопульсар. Он предположил, что источник связан с каким-то другим явлением, скажем с ударной волной, вызванной взрывом магнетара и распространяющейся по межзвездной среде. С этим выводом Камило согласился.

Но, и отправив статью, Гальперн не переставал думать об этом источнике: он не давал ему покоя. Итак, через несколько недель Гальперн обратился к Камило, который в отличие от него работал радиоастрономом, и попросил направить в это место телескоп Parkes. Камило это не слишком заинтересовало: если уж на то пошло, в конце девяностых вместе с Эндрю Лайном он участвовал в программе наблюдения пульсаров в галактической плоскости обсерватории Parkes, и никаких пульсаров в этом направлении обнаружено не было. Однако Гальперн не сдавался. Он все уговаривал и уговаривал Камило заняться этим вопросом. Наконец, в марте 2006 года, отчасти чтобы отделаться от Гальперна, но также, как смеясь заметил Камило, из-за того, что “Юлиус часто оказывается прав”, он попросил Джона Саркисяна, специалиста, управляющего работой Parkes, ввести заданные координаты. И на десять часов огромную тарелку Parkes повернули в направлении рентгеновского магнетара. “Я помню, что это было в выходные. Я занимался анализом данных. Юлиус сидел дома: в выходные он на работу не приходит, а я часто там бываю. Итак, я проглядывал данные – и бац! Это самый яркий пульсар, который я когда-либо видел”, – говорит Камило, который и сейчас в офисе.

Пульсации нейтронной звезды повторялись каждые 5,5 секунды, что соответствует периоду вращения магнетара.

Камило вспоминает, что вспышки оказались невероятно яркими – настолько яркими, что автоматически были помечены как радиочастотные помехи. Увидев этот временной интервал между пиками, Камило сразу понял, что перед ним. Он немедленно связался с Гальперном. “Я был так потрясен, что позвонил ему домой. Я сказал: «Боже! Ты не поверишь, что я обнаружил». Он охнул: «Боже, ты нашел магнетар!»” Этот первый из известных излучающих в радиодиапазоне магнетаров стал совершенно неожиданной находкой для тех, кто занимался пульсарами.

Впоследствии эти два физика задумались над тем, почему раньше этот источник не был виден в радиодиапазоне. Оказалось, что до 2002 года нейтронная звезда испускала очень слабое рентгеновское излучение, но внезапно оно стало в тысячу раз ярче. Камило считает, что нечто похожее произошло и с радиоизлучением. Так что это все-таки не просто точечный источник, а пульсирующий магнетар. Астрономическое сообщество было потрясено: ведь должны быть и другие излучающие радиоволны магнетары, хотя, очевидно, в данный момент они “не работают”.