Переходные миллисекундные пульсары представляют собой редкие астрофизические объекты, демонстрирующие способность изменять свой режим работы между излучением радиоволн и аккрецией рентгеновского излучения. Новое исследование предоставляет подробную информацию об эволюции системы PSR J1023+0038, где нейтронная звезда находится во взаимодействии с другим небесным телом, что влияет на параметры её орбиты и характеристики излучения.

PSR J1023+0038 относится к небольшому числу известных миллисекундных пульсаров, демонстрирующих способность к быстрой трансформации режима излучения. В последние годы объект подвергается интенсивным наблюдениям как в оптической, так и в рентгеновской областях спектра, что обеспечивает возможность точного мониторинга изменений в работе системы.

В период с 2021 по 2023 год авторы провели серию наблюдений, используя оптический прибор Aqueye+ и рентгеновскую обсерваторию NICER. В ходе исследований особое внимание было уделено определению времени прохождения нейтронной звезды через восходящий узел орбиты (Tasc), а также фазовому смещению между оптическими и рентгеновскими импульсами.

Анализ данных свидетельствует о ежегодном увеличении Tasc примерно на 20 секунд, что говорит об увеличении орбитального периода и удалении компонентов системы друг от друга. Данная тенденция соответствует модели неконсервативного переноса вещества через точку Лагранжа, при котором донор теряет массу из-за пульсарного ветра, а значительная часть вещества покидает систему.

Впервые удалось с высокой точностью определить фазовый сдвиг между оптическими и рентгеновскими импульсами: оптические импульсы запаздывают по отношению к рентгеновским на 112 микросекунд. Этот результат подтверждает единый характер механизма излучения в обоих спектральных диапазонах и поддерживает модель, согласно которой импульсы возникают в результате синхротронного излучения в области взаимодействия пульсарного ветра и аккреционного диска.

На основе полученных данных стало возможным более точно определить характеристики эволюции двойной системы и лучше понять процессы, возникающие при взаимодействии нейтронной звезды с её компаньоном. Подобные исследования имеют большое значение для изучения механизмов потери массы, эволюции орбит и формирования релятивистских ветров в системах такого типа.

Продолжительные наблюдения за PSR J1023+0038 позволят отслеживать изменения, происходящие в долгосрочной перспективе, и совершенствовать модели, описывающие эволюцию переходных миллисекундных пульсаров.