Пульсары представляют собой стремительно вращающиеся компактные остатки взорвавшихся массивных звезд. Их пульсации можно наблюдать в радиоволнах или гамма-лучах. В своем новом исследовании ученые из Института гравитационной физики Макса Планка (Институт Альберта Эйнштейна, AEI), Германия, точно измерили свойства двойной звездной системы при помощи миллисекундного пульсара.

Используя новый подход, исследователи проанализировали архивные данные, собранные космическим гамма-телескопом «Ферми», с недоступным прежде уровнем точности. Они обнаружили отклонения в орбитальном периоде взаимодействующей двойной системы, которые можно объяснить циклами магнитной активности звезды-компаньона.

Объект 0FGL J2339.8–0530 был обнаружен космическим гамма-телескопом «Ферми» как мощный источник гамма-излучения в 2009 году. Наблюдения в других длинах волн подтвердили его природу: объект представляет собой миллисекундный пульсар, находящийся в составе двойной системы со звездой-компаньоном. Элементы системы вращаются вокруг общего центра масс по орбите с периодом 4,6 часа.

Только в 2014 году этот пульсар, теперь известный как PSR J2339–0533, удалось идентифицировать излучением в радиодиапазоне. Дело в том, что его наблюдения в радиодиапазоне затруднены из-за того, что излучение, исходящее от пульсара, нагревает и испаряет вещество звезды-компаньона, формируя облака газа, поглощающие радиоволны.

Группа ученых, возглавляемая Хольгером Плетчем (Holger Pletsch) из AEI, проанализировала архивные данные наблюдений, проведенные телескопом «Ферми» в гамма-диапазоне. При анализе ученые применили новаторский подход, отличающийся тем, что в нем не производится усреднения времен прибытия фотонов, а вместо этого время прибытия каждого отдельного фотона определяется индивидуально. Благодаря этому ученые смогли достичь увеличения разрешения аналитического сигнала по времени и повысить точность измерения физических свойств взаимодействующей системы, связанных с интенсивностью этого сигнала.

Полученные результаты показали неожиданное отклонение величины орбитального периода от среднего значения, равного 4,6 часа. Величина отклонений составляла несколько тысячных долей секунды, однако в масштабе миллионных долей секунды эти цифры довольно значительны.

Наиболее вероятной причиной этих отклонений астрономы называют циклы магнитной активности звезды-компаньона, в ходе которых слегка изменяется ее форма и соответственно форма её гравитационного поля, непосредственно влияющего на форму общей орбиты компонент двойной системы.