Что можно узнать, если два десятилетия пристально наблюдать за мертвой звездой? Оказывается, очень многое — от секретов экстремальной физики до загадок, бросающих вызов нашим представлениям о материи.

PSR J0922+0638 — это пульсар, один из самых необычных объектов во Вселенной. Пульсары, или нейтронные звезды, — это сверхплотные остатки взорвавшихся светил, которые вращаются с невероятной скоростью и испускают импульсы излучения. Их материя сжата до предела, едва избегая коллапса в черную дыру. Удерживает их от катастрофы лишь экзотическое квантовое давление, природа которого до конца не изучена.

Средний пульсар имеет диаметр около 20 км, но массу, превышающую солнечную в несколько раз. Это делает их вторыми по плотности объектами после черных дыр. В их недрах протоны и нейтроны сливаются, образуя гигантское «атомное ядро». Если физики примерно понимают, как ведет себя материя в верхних слоях пульсара, то сердцевина остается загадкой.

PSR J0922+0638 вращается с периодом 0,43063 секунды, сохраняя этот ритм сотни тысяч лет. Однако идеальной стабильности нет. Астрономы десятилетиями отслеживали малейшие отклонения в его вращении, чтобы заглянуть внутрь звезды.

Собрав данные за 22 года с радиотелескопа Наньшань (Китай) и массива MeerKAT (ЮАР), ученые обнаружили неожиданное: за это время пульсар пережил более десятка «сбоев» — резких скачков скорости вращения. Некоторые из них уже фиксировались ранее, но многие оказались новыми. Каждый сбой изменял период вращения на миллиардные доли, что для сверхплотного объекта означает колоссальный выброс энергии. Удивительно, что сбои происходили циклически — примерно каждые 550 дней.

Кроме того, выяснилось, что скорость вращения пульсара плавно ускоряется и замедляется с циклом в 500–600 дней. Совпадение этого цикла с периодичностью сбоев вряд ли случайно. Ученые предложили два объяснения:

1. Магнитные циклы. Как Солнце проходит через периоды высокой и низкой активности, так и магнитное поле пульсара может накапливать и высвобождать энергию, влияя на вращение.
2. Сверхтекучее ядро. В глубинах нейтронной звезды可能存在 сверхтекучая жидкость из элементарных частиц. Её движение может менять вращение, а резкие «переключения» — провоцировать сбои.

Хотя природа сбоев и внутренней структуры пульсаров остается загадкой, новые данные MeerKAT и будущие проекты, такие как Square Kilometre Array (SKA), могут пролить свет на эти процессы. Уже сейчас исследования PSR J0922+0638 показывают, что даже «мертвые» звезды скрывают ключи к пониманию квантовой гравитации, поведения материи при экстремальных плотностях и, возможно, новых состояний вещества.

Врезка: Массив MeerKAT, состоящий из 64 тарелок, способен улавливать малейшие изменения в излучении пульсаров. Его чувствительность позволяет изучать объекты, которые десятилетия назад казались статичными.

Остается вопрос: что происходит в ядре пульсара? Ответ может изменить не только астрофизику, но и фундаментальную физику, приблизив нас к разгадке того, как материя ведет себя за гранью воображения.