Необычный пульсар 1FGL J0523.5-2529 с массивным спутником оказался невосприимчив к радиоволнам, но демонстрирует вспышки

В рамках масштабного радионаблюдения был исследован объект 1FGL J0523.5-2529, являющийся вероятным представителем класса «редбэк» — подгруппы миллисекундных пульсаров, характеризующейся наличием массивного, низкомассового спутника, подвергающегося разрушению под воздействием потока частиц, исходящих от нейтронной звезды. Данная система отличается коротким периодом обращения — приблизительно 16,5 часов — и спутником, масса которого составляет около 0,8 солнечной массы, что значительно выше, чем обычно наблюдается в подобных системах. Это может свидетельствовать либо о начальном этапе эволюции, либо об уникальном способе формирования этой пары.

Пульсары типа «редбэк» представляют научный интерес, поскольку пульсар постепенно разрушает своего компаньона, что приводит к вспышкам и заметным колебаниям температуры на его поверхности. В этих системах наблюдается сложная активность во всех спектральных диапазонах — от гамма- и рентгеновского до оптического. Для объекта J0523.5-2529 такие проявления были зафиксированы, однако радиосигналы не удалось обнаружить, хотя он известен как источник гамма-излучения с 2013 года, а оптические наблюдения показали наличие спутника с массой не менее 0,8 масс Солнца и специфическую модуляцию яркости.

Для получения новых данных были задействованы радиотелескоп Murriyang, расположенный в Парксе, и телескоп Green Bank Telescope в США. Наблюдения проводились в широком диапазоне частот (от 704 до 4032 МГц) и заняли 34,5 часов. Охват орбитальной фазы составил 74%, особое внимание было уделено периодам, когда вероятность затмений была минимальной. Процесс обработки данных включал многоступенчатую фильтрацию помех и учитывал движение по орбите, а также возможное ускорение пульсара относительно спутника.

Большой объём собранных данных позволил разделить ультравысокочастотный диапазон на три участка и выполнить автоматизированный поиск, учитывающий ускорение и возможное расширение импульсов, вызванное межзвёздным рассеянием. Однако, несмотря на такую методику, поиск периодических и непериодических всплесков не дал результатов: ни один радиосигнал с отношением сигнал/шум, превышающим 7, не был зафиксирован ни с помощью Parkes, ни на Green Bank Telescope. Были определены жёсткие верхние границы плотности потока: для Parkes – от 0,034 до 0,3 мДж, для GBT – от 0,01 до 0,022 мДж на различных частотах. Для частоты 1400 МГц псевдосветимость объекта значительно ниже, чем у типичных «редбэков», таких как J1048+2339 или J1431-4715.

Причиной отсутствия радиосигнала может быть как уменьшение мощности пульсара, так и затмения и рассеяние от вещества спутника. В соответствии с моделью YMW16, межзвёздное рассеяние вызывает расширение импульсов на 0,1–0,5 мс при частоте 1,4 ГГц, а уровень радиопомех существенно ухудшал чувствительность, особенно в низкочастотном диапазоне.

В процессе анализа, выполненного в ходе исследования, был найден пульсар PSR J0520-2553, излучающий поток в 0,05 мДж на частоте 2000 МГц, что стало подтверждением эффективности используемого подхода. Данное исследование акцентирует внимание на трудностях, возникающих при поиске пульсаров типа «редбэк», поскольку для изучения их природы необходимы всесторонние наблюдения в различных диапазонах электромагнитного спектра, в первую очередь рентгеновского, гамма- и радиодиапазонов на высоких частотах. Такой комплексный подход способен прояснить аспекты эволюции системы J0523.5-2529 и определить её место среди аналогов.