Сотрудники Юньнаньского университета в Китае зафиксировали всплески гамма-излучения от быстро вращающейся нейтронной звезды PSR J0435+3233 и выявили у нее необычный набор физических характеристик. Исследование архивных данных, собранных космическим телескопом «Ферми» в течение 17,7 лет, продемонстрировало, что эта звезда тратит энергию вращения с интенсивностью, сопоставимой с молодыми активными звёздами, но преобразует ее в гамма-лучи крайне неэффективно.

Пульсар PSR J0435+3233 находится в двойной звездной системе на удалении примерно 3900 световых лет (или 1,2 килопарсека) от нашей планеты. Это нейтронная звезда – невероятно плотный остаток после гибели массивного светила, совершающего один оборот вокруг своей оси всего за 3,2 миллисекунды (более трехсот двенадцати оборотов в секунду). Такие объекты с высокой скоростью вращения формируются вследствие того, что нейтронные звезды постепенно поглощают вещество от своего компаньона и ускоряют свое вращение. Впервые этот объект был замечен еще в 2026 году благодаря китайскому радиотелескопу FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope).

Уникальной чертой PSR J0435+3233 по сравнению с другими известными пульсарами-миллисекундами является аномально быстрое замедление вращения: его скорость снижения частоты в сотни раз больше, чем обычно наблюдается у подобных объектов. В результате такого интенсивного процесса звезда теряет значительную часть энергии, запасенной во вращении. Подобное поведение свойственно молодым и энергичным пульсарам, хотя миллисекундные объекты классифицируются как старые и остывающие небесные тела. Помимо этого, на поверхности звезды зарегистрировано необычайно сильное магнитное поле с индукцией примерно 12,6 миллиарда Гаусс.

Для определения, генерирует ли данный объект высокоэнергетические фотоны, ученые проанализировали данные прибора Fermi-LAT в диапазоне от 0,1 до 500 гигаэлектронвольт. В каталогах телескопа был найден источник 4FGL J0435.5+3232, чьи координаты с высокой точностью (до 0,01 градуса) совпадают с положением пульсара. Уровень достоверности обнаружения гамма-излучения составил 6,8 сигма, что исключает вероятность случайного совпадения. Анализ выявил концентрацию всего импульсного излучения в узком диапазоне, занимающем лишь четверть полного цикла вращения звезды.

Несмотря на значительные потери энергии из-за быстрого вращения, гамма-излучение от PSR J0435+3233 оказалось неожиданно слабым. Расчеты эффективности показали, что звезда преобразует в гамма-излучение лишь одну сотую тысячную долю потребляемой мощности.

Это порождает принципиальную дилемму: пульсар демонстрирует выдающуюся энергетическую отдачу, однако практически не проявляется в высокоэнергетическом гамма-спектре.

Предложенные авторами исследования два вероятных объяснения этого явления. Первый вариант связан с расположением наблюдателя относительно объекта: узкий луч гамма-излучения может быть направлен от нашей планеты, что приводит к тому, что приборы регистрируют лишь его периферийную часть. Альтернативная причина кроется в специфических свойствах магнитосферы – мощное магнитное поле способствует рассеиванию значительной части энергии посредством «пульсарного ветра», представляющего собой поток заряженных частиц, или излучению в ещё не изученных спектральных диапазонах.

Регистрация гамма-излучения от PSR J0435+3233 предоставляет астрофизикам возможность исследовать механизмы ускорения элементарных частиц и структуру магнитосферы у объектов, обладающих экстремальными параметрами вращения. В будущем ученые планируют более детально определить природу звезды-компаньона и установить наличие мощной ударной волны, возникающей вследствие взаимодействия потоков вещества в этой двойной системе.