Новая модель: в шаровых скоплениях Млечного Пути могут жить тысячи миллисекундных пульсаров

Международная группа астрофизиков представила новое моделирование популяций миллисекундных пульсаров (MSP) в шаровых скоплениях Млечного Пути. Эти объекты — быстро вращающиеся нейтронные звезды, которые возникают в плотных звёздных средах и служат важным индикатором эволюции компактных объектов.

Учёные использовали данные о 118 шаровых скоплениях нашей Галактики и провели моделирование их гамма-излучения, зарегистрированного космическим телескопом Fermi. В работе сравнивались две теоретические модели светимости пульсаров: трёхмерная фундаментальная плоскость (модель A) и логнормальное распределение (модель B).

Обе модели воспроизводят наблюдаемые потоки гамма-лучей и соответствуют установленной зависимости от частоты столкновений звёзд в скоплениях. Однако выводы о количестве пульсаров сильно различаются. Модель A даёт 770±60 объектов, тогда как модель B предсказывает 5150+720/?710 — то есть в 6–7 раз больше.

Ключевое различие связано со средней гамма-светимостью. В модели B она ниже, поэтому для объяснения общего излучения требуется гораздо большее число пульсаров. Авторы отмечают, что обе модели согласуются с ожиданием, что примерно в трёх скоплениях суммарное гамма-излучение определяется одним ярким пульсаром.

Дополнительно исследователи рассмотрели связь между радио- и гамма-излучением. Используя соотношение L_r ~ 3.5 ? 10?? L_?, они вычислили среднюю радиопсевдосветимость. Для модели B она оказалась равна log L_pseudo ~ ?1.6, что соответствует тусклым пульсарам и согласуется с недавними указаниями на геометрическое объяснение кажущейся слабости галактических MSP. Модель A, напротив, предполагает внутренне более яркую популяцию (log L_pseudo ~ ?0.3), которая не имеет убедительного физического обоснования и противоречит данным по пульсарам в галактическом диске.

Таким образом, более реалистичной выглядит модель B с большим числом тусклых миллисекундных пульсаров. По словам авторов, проверить это предсказание помогут чувствительные обзоры на новых радиотелескопах, что позволит уточнить пути эволюции этих экзотических звёзд и условия в шаровых скоплениях.