Алексей Кудря

Редкий пульсар с исключительно низкой светимостью

Исследования популяции нейтронных звезд продолжают открывать объекты с необычными свойствами. Среди них — пульсар PSR J1951+2837, расположенный на расстоянии примерно 200–300 парсек от Солнца и обладающий сравнительно длительным периодом вращения — 7,334 с.

Наблюдения за PSR J1951+2837 группой астрономов под руководством Татьяны Смирновой из Пущинской радиоастрономической обсерватории проводились совместно на двух радиотелескопах: российском Большом сканирующем радиотелескопе (LPA) на частоте 110 МГц и китайском телескопе FAST на частоте 1250 МГц. Всего зафиксировано 343 радиоимпульса в 228 сессиях LPA и лишь пять ярких всплесков в двух сессиях FAST [1].

Исследование выявило излучение редкого типа: по всем признакам, оно типично для класса объектов, известных под аббревиатурой RRAT (Rotating RAdio Transients). Эти объекты похожи на обычные пульсары, но их радиоимпульсы проявляются не каждый период, а нерегулярно, спорадически — через секунды, минуты и даже часы [2].

Данные четырех импульсов PSR J1951+2837, записанные LPA. На врезке показаны детали самого мощного импульса. DOI: 10.48550/arxiv.2511.14191 Для наглядности показаны изображения пульсара PSR J1846 в остатке сверхновой Kes 75, сделанные рентгеновской обсерваторией NASA «Чандра». Слева — пульсар в октябре 2000 года, справа — вспышка в июне 2006-го. NASA/ CXC/M. Gonzalez/F. Gavriil/P. Slane

Значимым результатом стало определение светимости объекта. Анализ плотностей потока ярких импульсов на двух частотах показал, что PSR J1951+2837, вероятно, обладает одной из самых низких светимостей среди пульсаров, известных на сегодняшний день.

На основе времен прихода импульсов на частоте 110 МГц была определена когерентная временная модель вращения пульсара. Также отмечена высокая степень поляризации импульсов.

Наблюдения за объектами, подобными PSR J1951+2837, важны для понимания пределов радиоимпульсной активности нейтронных звезд. Данные показывают, что пульсары не обязательно должны излучать стабильно, что существует популяция слабых и непостоянно вспыхивающих объектов, находящихся между «классическими пульсарами» и «тихими» нейтронными звездами. Также изучение природы подобных пульсаров позволяет уточнять модели эволюции нейтронных звезд и оценивать общую популяцию слабых и поэтому трудно обнаруживаемых объектов такого типа в Галактике.

1. arxiv.org/abs/2511.14191

2. arxiv.org/abs/1109.6896

Электрическая активность в атмосфере Марса: первые прямые измерения

Планетологи давно предполагали существование в атмосфере Марса электрических разрядов, источником которых могут быть пылевые вихри и бури, однако прямых наблюдений этого явления до сих пор не было. Впервые детектировать разряды удалось с помощью микрофона, установленного на борту марсохода NASA Perseverance [3].

Анализ около 28 часов акустических данных, собранных прибором SuperCam за два марсианских года, выявил 55 электрических разрядов, определенных по характерным звуковым сигнатурам. Большинство разрядов происходило, когда скорость ветра была максимальной, что связано с фронтами пылевых бурь и прохождением пылевых вихрей. Следовательно, именно динамика мелких частиц в турбулентных атмосферных явлениях является основным механизмом генерации электричества [4, 5].

Микрофонные сигналы разрядов. doi.org/10.1038/s41586-025-09736-y

Природа марсианских «молний» фундаментально отличается от земных. В разреженной атмосфере Марса, состоящей преимущественно из углекислого газа, формируются не обширные атмосферные разряды, а крайне маломощные искры, сравнимые с теми, что возникают от одежды или когда вы гладите кошку. Самый мощный зарегистрированный разряд достиг всего лишь 40 мДж. Акустическое проявление таких разрядов — это короткий щелчок, создаваемый миниатюрной ударной волной от мгновенного нагрева и расширения воздуха.

Тем не менее это открытие имеет большое значение для нескольких областей науки о Марсе. Во-первых, подтвержденное наличие электрических полей влияет на понимание динамики переноса пыли, что важно для моделирования климатических процессов. Во-вторых, электрические разряды могут влиять на химические процессы в атмосфере и на поверхности, например способствовать образованию и разрушению солей, окислов, гидроокислов, сложных органических соединений, а это важно с точки зрения существования в прошлом или настоящем жизни на Марсе. Наконец, с инженерной точки зрения понимание характера и частоты этих разрядов критично для проектирования будущих роботизированных миссий и пилотируемых экспедиций.

Повторимся, регистрируемые события — очень слабые, и термин «молния» здесь условен. Заряды локальны, разряды малы по энергии и пространственному масштабу, а вспышки не наблюдались визуально, только акустически и посредством электромагнитных помех. Поэтому, хотя доказательства достаточно убедительны, окончательные выводы о природе этих разрядов требуют дальнейшего обсуждения.

Однако данное исследование расширяет представление о марсианской атмосфере: теперь Марс наравне с Землей, Юпитером и Сатурном можно считать планетой с задокументированной атмосферной электрической активностью. Будущие миссии, оснащенные специализированными сенсорами, смогут уточнить масштабы и динамику этих процессов, а также оценить их влияние на климат, геохимию и потенциальную технологическую инфраструктуру на Красной планете.

3. nature.com/articles/s41586-025-09736-y

4. nature.com/articles/d41586-025-03590-8

5. nature.com/articles/d41586-025-03896-7

Космическая бабочка в объективе Gemini South

В созвездии Скорпиона на расстоянии около 3 400 световых лет от Земли находится одна из самых изученных и живописных планетарных туманностей — NGC 6302, известная как туманность Бабочка. Недавно она была запечатлена телескопом Gemini South в рамках программы NOIRLab Legacy Imaging [6]. Этот снимок раскрывает сложную структуру туманности, где ионизированный газ образует гигантские «крылья», растянувшиеся в межзвездном пространстве.Планетарные туманности представляют собой заключительный этап эволюции звезд с массами от 0,8 до 8 солнечных. Это мимолетное явление по астрономическим меркам: фаза длится около 20 тыс. лет, в течение которых звезда сбрасывает свои внешние слои, оставляя горячее ядро. В случае NGC 6302 центральная звезда превратилась в белый карлик с температурой поверхности, превышающей 250 000 °C. Ее излучение ионизирует окружающий газ, заставляя его светиться. Красные области на изображении соответствуют излучению ионизированного водорода, голубые — ионизированного кислорода.

Туманность Бабочка в объективе Gemini South. International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA

Уникальная биполярная структура туманности, напоминающая крылья бабочки, связана с историей потери массы звездой-прародительницей. На начальном этапе, когда звезда была красным гигантом, более медленные выбросы вещества в экваториальной области сформировали плотное пылевое кольцо, видимое как темный пояс. Перпендикулярно ему происходили более быстрые выбросы, которые, будучи ограниченными этим кольцом, сформировали две доли — «крылья». Впоследствии мощный звездный ветер со скоростью свыше 3 млн км/ч пронесся через эти «крылья» и создал дополнительную текстуру в виде волокон и гребней.

Исследования туманности с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» и комплекса ALMA позволили глубже изучить ее химический состав и распределение вещества. В частности, были обнаружены эмиссионные линии неона, серы и железа. Эти тяжелые элементы, синтезированные в недрах родительской звезды, вернутся в межзвездную среду и послужат материалом для новых поколений звезд и планет.

Снимок Gemini South не только демонстрирует эстетическую красоту космических объектов, но и служит наглядной иллюстрацией сложных физических процессов, сопровождающих финальные стадии звездной эволюции. Изучение таких объектов, как туманность Бабочка, расширяет представления о жизненном цикле звезд и химической эволюции Галактики [7].

6. noirlab.edu/public/education/legacy-imaging-program/

7. noirlab.edu/public/news/noirlab2530/

Наблюдения «Ферми» и возможная «сигнатура» темной материи

На протяжении почти столетия существование темной материи оставалось лишь теоретическим постулатом, необходимым для объяснения наблюдаемых астрофизических аномалий. Новый анализ данных с космического гамма-телескопа «Ферми» выявил специфическое излучение, которое может стать первым прямым свидетельством ее существования. Подробности опубликованы в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics [8].

Темная материя, составляющая, по современным оценкам, около 26,8% массы-энергии Вселенной, не участвует в электромагнитном взаимодействии, что делает ее недоступной для прямого наблюдения [9] (еще 68,3% приходится на темную энергию и лишь 4,9% — на обычную, барионную материю). Существование темной материи было обосновано еще в 1930-х годах Фрицем Цвикки, когда обнаружилось несоответствие между видимой массой галактик и скоростью их вращения.

На снимке показано всё небо, каким его видит Большой телескоп «Ферми». Проходящее через центр карты яркое рассеянное свечение обозначает центральную плоскость нашей галактики. Многие звездообразные объекты над и под плоскостью Млечного Пути — это далекие галактики, в центре которых находятся сверхмассивные черные дыры. Многие яркие источники вдоль плоскости — это пульсары. Изображение создано на основе 12 лет наблюдений и использует гамма-лучи с энергией более 1 ГэВ [8]. NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration

По одной из гипотез, темная материя состоит из слабовзаимодействующих массивных частиц, вимпов, и есть вероятность, что при столкновении две такие частицы аннигилируют со всплеском гамма-излучения. Именно такой сигнал, возможно, был выявлен при анализе данных, собранных телескопом «Ферми» за 15 лет наблюдений.

Модель космического телескопа «Ферми»

Исследователи обнаружили гамма-лучи с энергией фотона около 20 ГэВ, образующие структуру, похожую на гало вокруг Млечного Пути. Пространственное распределение и спектральные характеристики этого излучения близко соответствуют форме, ожидаемой от гало темной материи, а масса гипотетических частиц согласуется с теоретическими предсказаниями [10].

Авторы новой работы считают, что этот сигнал трудно объяснить другими астрофизическими процессами, такими как излучение пульсаров, остатки сверхновых или взаимодействие космических лучей с межзвездным газом. Однако у этого предположения пока много критиков.

Несмотря на потенциальную значимость результата, научное сообщество сохраняет осторожность и настаивает на независимой проверке методов интерпретации данных. Ключевым шагом в подтверждении природы сигнала станет поиск аналогичного спектра гамма-излучения в других регионах с высокой концентрацией темной материи, например в карликовых сфероидальных галактиках-спутниках Млечного Пути, где фоновые астрофизические процессы проявляются слабо.

Gemini

Если результаты подтвердятся, это станет крупным событием в физике элементарных частиц и астрофизике. Но, возможно, более детальные исследования приведут к «закрытию» сенсации.

8. iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2025/11/080

9. cam.ac.uk/research/news/planck-captures-portrait-of-the-young-universe-revealing-earliest-light

10. arxiv.org/abs/2507.07209

11. svs.gsfc.nasa.gov/14090/

Изображение номера: «потерянная галактика» в объективе «Хаббла»

Спиральная галактика NGC 4535. ESA/Hubble & NASA, F. Belfiore, J. Lee and the PHANGS-HST Team

На снимке космического телескопа «Хаббл» — спиральная галактика NGC 4535, которая находится на расстоянии около 50 млн световых лет от нас в созвездии Девы. В небольшой наземный телескоп эта галактика выглядит очень тусклой, за что ее прозвали «Потерянной галактикой». На снимке видны молодые звездные скопления, которые усеивают спиральные рукава NGC 4535. Многие из этих ярко-голубых скоплений окружены светящимися розовыми облаками. Эти облака свидетельствуют о том, что в галактике рождаются молодые, горячие и массивные звезды, которые своим излучением ионизируют окружающий газ и заставляют светиться области звездообразования.

Алексей Кудря