В 1 600 световых годах от нас, в созвездии Корма, находится радиопульсар J0737-3039B. Это первая из известных систем, в которой один пульсар вращается вокруг другого.

И вот, после нескольких лет наблюдений открытой в 2003 году системы, пульсар пропал из поля зрения земных астрономов. Его исчезновение, однако, указывает на то, что мы можем найти множество других двойных пульсаров.

PSR J0737-3039 — двойная звёздная система, оба компонента которой пульсары. Это значит, что они являются нейтронными звёздами с сильным магнитным полем, регулярно испускающими всплески, в случае J0737-3039B — всплески в радиодиапазоне. Пульсары этой системы разделены всего 800 тыс. км; они мчатся по своим орбитам со скоростью около 300 км /с. Орбитальный период J0737-3039 составляет всего 2 часа 24 минуты, что меньше, чем у любой другой известной системы такого рода.

Наблюдения за этими пульсарами были очень важны: необычайная близость пульсаров и малый период вращения, а также то, что мы видели их систему «с ребра», — всё это позволяло эффективно исследовать на их примере проявления релятивистских эффектов. Во-первых, была зафиксирована предсказываемая ОТО потеря энергии двойной системой за счёт излучения её компонентами гравитационных волн, что явилось косвенным доказательством их существования. Считается, что вследствие потери энергии при излучении гравитационных волн пульсары сближаются на 7 мм в день. Следовательно, через 85 млн лет они столкнутся и образуют (если мы верно представляем себе предел Оппенгеймера — Волкова) чёрную дыру. Во-вторых, во время сближения пульсаров наблюдалось увеличение на 0,4 мкс их периода вращения за счёт релятивистского замедления хода времени в сильном гравитационном поле. В-третьих, подтвердился эффект Шапиро: если сигнал от одного из пульсаров на пути к Земле проходит в непосредственной близости от другого пульсара (когда они находились на одной линии друг с другом и Землёй), сильное искривление пространства-времени и замедление хода времени в окрестностях пульсаров вызывают задержку прохождения сигнала до 90 мс.

Кроме того, в 2008 году в системе J0737-3039 была открыта необычная прецессия оси вращения пульсара под действием поля тяготения своего соседа. Этот эффект, называемый прецессией спина, предсказан Эйнштейном около 90 лет назад, но до того не наблюдался. Согласно ОТО, два массивных тела, обращающихся очень близко друг к другу, должны искривлять пространство вокруг себя настолько, чтобы сместить ось, вокруг которой они вращаются. В результате сами тела начнут колебаться. Во время затмений пульсара А пульсаром B наблюдался именно этот эффект. Поворот оси составлял около 4,77˚ в год, что означает полный оборот оси каждые 75 лет.

Этот же эффект стал причиной всё ухудшающейся видимости пульсара, пришедшей в конечном счёте к нулевому значению. По расчётам, из-за дальнейшего вращения однажды наступит момент, когда мы снова сможем заметить пульсар B, но будет это не раньше 2014 года, хотя, как обещают, и не позже 2030-го.

Но в пропаже пульсара есть и свой «позитив». Если мы наблюдаем по крайней мере одну двойную систему, «маскирующую» свой второй пульсар уводом его с линии, где он видим с Земли, то очевидно, что большое количество других двойных пульсаров сегодня находится в том же состоянии, что и J0737-3039. А значит, они видятся нами как обычные одиночные пульсары. Согласно исследованию группы Моры Маклафлин из Университета Западной Виргинии (США), как минимум несколько тысяч претендентов на статус двойных пульсаров уже обнаружены, и длительное наблюдение за ними должно «приносить» не менее одного двойного пульсара в несколько лет.

Подготовлено по материалам NewScientist.