Учёные «прослушали» пульсар с первой найденной планетной системой

Международная группа астрономов изучила радиосигнал от пульсара PSR B1257+12 — того самого, у которого ещё в начале 1990-х впервые обнаружили планеты за пределами Солнечной системы. Новое исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv.

Для наблюдений учёные использовали китайский радиотелескоп FAST — крупнейшую в мире «тарелку» диаметром 500 метров, расположенную в провинции Гуйчжоу. Именно благодаря его огромной чувствительности удалось разглядеть тонкие детали в радиосигнале пульсара, которые раньше было сложно поймать.

Пульсар — это сверхплотная вращающаяся звезда, которая, как маяк, посылает в космос узкие лучи радиоизлучения. Когда этот луч проходит через межзвёздное пространство, он немного «дрожит» и мерцает — похожим образом мерцают звёзды в обычном небе из-за движения воздуха в атмосфере. Это явление называют сцинтилляцией, и по характеру такого мерцания можно многое узнать о веществе, через которое прошёл сигнал, прежде чем долетел до Земли.

Авторы работы проанализировали 31 наблюдение пульсара, причём 14 из них длились два часа и дольше. Это позволило точно измерить, как быстро меняется сигнал во времени и в разных частотах радиодиапазона.

В двух случаях исследователи заметили странную повторяющуюся «рябь» в данных. По их предположению, она возникает из-за крупных неоднородностей межзвёздной среды размером порядка расстояния от Земли до Солнца, которые сигнал пролетает на своём пути.

А в трёх других наблюдениях учёные увидели сразу несколько вложенных друг в друга дуг на специальных диаграммах — своего рода «отпечатки» нескольких слоёв рассеивающего вещества на пути радиоволны. Анализ того, как форма этих дуг меняется в течение года (из-за движения Земли вокруг Солнца), помог оценить, на каком расстоянии от нас находится рассеивающий слой и с какой скоростью он движется. По расчётам авторов, один из таких «экранов» находится примерно в 233 парсеках от Земли — это около 760 световых лет.

Учёные также объединили эти новые данные с данными многолетних наблюдений за приходом импульсов пульсара. Оказалось, что колебания в плотности межзвёздной плазмы на пути сигнала в основном связаны с веществом, которое находится далеко от самого пульсара, а не рядом с ним.

Это может означать, что ближайшее окружение пульсара относительно «чистое» — то есть рядом с ним мало рассеивающего вещества. Либо такие облака всё же есть, но их пока не удалось обнаружить из-за недостаточной чувствительности или длительности наблюдений.

PSR B1257+12 остаётся особенным объектом для астрономии: вокруг него вращаются три планеты, открытые ещё в 1992 году — это было первое подтверждённое обнаружение планет за пределами Солнечной системы. Подобные исследования межзвёздной среды на пути к пульсару помогают учёным точнее понимать, что происходит в пространстве между звёздами, и совершенствовать методы поиска и изучения других пульсаров и экзопланет.