Найдена двойная система, состоящая из двух мертвых звезд, обращающихся вокруг общего центра масс всего за 93 минуты. Большая звезда системы, миллисекундный пульсар, движется при этом с линейной скоростью в 13000 км/ч. Ее более легкий компаньон, также нейтронная звезда, но постепенно разрушаемая излучением, имеет еще более заоблачную скорость – 2.8 миллиона км/ч. Расстояние между этими звездами – всего 520000 километров, что составляет 1.4 расстояния между Землей и Луной. Так что звезды системы рекордсмены не только по скорости движения, но также и по расстоянию между ними. Впрочем, из-за связи этих фактов так и должно быть.

Пульсар PSR J1311-3430 был обнаружен при обработке данных, собранных за четыре года орбитальным телескопом Ферми. Данный пульсар стал первым, открытым при наблюдениях только в гамма-диапазоне. «Открытие этого миллисекундного пульсара по прямому наблюдению колебаний его гамма-излучения открывает новую дверь для открытия подобных экстремальных двойных пульсирующих звезд, – говорит первый автор работы Хёльгер Плеш, сотрудник Института гравитационной физики Общества имени Макса Планка. – Такие наблюдения могут дать уникальные сведения о процессах излучения пульсаров и эволюции близких двойных систем».

Как и любой тип нейтронных звезд, пульсар образуется в результате взрыва сверхновой, когда остатки звезды, не выброшенные в космос, уплотняются, создавая небольшой объект, состоящий только из нейтронов. Этот процесс происходит очень быстро – на астрономических масштабах времени, разумеется. В результате кинетический момент звезды практически не изменяется, но из-за грандиозного уменьшения размера – Солнце умещается в небольшом городе – скорость вращения возрастает. Излучение такого вращающегося объекта похоже на маяк. Пульсации излучения звезды, видимые на Земле при направленности излучения к Земле, и привели к именованию объекта. Обычная скорость вращения пульсара составляет 0.1-60 раз в секунду, однако может превышать 700 раз в секунду. Самые быстрые пульсары принято называть миллисекундными, ведь им достаточно несколько миллисекунд, чтобы совершить полный оборот. Источником излучения особенно быстрых пульсаров считают материю, падающую на поверхность нейтронной звезды и поставляемую их компаньонами в двойных системах. До сих пор все миллисекундные пульсары наблюдались именно в двойных системах, и PSR J1311-3430 – не исключение.

Пульсар PSR J1311-3430 был найден при анализе данных, собранных Ферми с момента его введения в строй в 2008 году. Для этого был разработан специальный алгоритм поиска среди источников гамма-излучения в массиве данных. «У нас ушло около 5000 часов вычислительного времени на поиски пульсара, – говорит Плеш. – Причем вычислительная сложность возрастает в основном из-за третьей цифры в величине частоты вращения пульсара. Мы начали поиск на низких частотах и постепенно их увеличивали. В результате нам удалось найти этот пульсар с частотой 390 Гц. Если бы нам пришлось искать до частоты в 700 Гц, на это ушло бы 27000 часов расчетов». После выделения пульсара в данных Ферми, удалось получить немало полезной информации. В частности, компаньоном нейтронной звезды скорее всего является другая умершая звезда. Размер ее составляет около 88000 километров, что несколько меньше, чем диаметр Юпитера. При этом масса объекта превышает наш газовый гигант в восемь раз. Поэтому плотность оказывается примерно в 30 раз выше, чем у Солнца. Близость обоих звезд двойной системы имеет решающее влияние не судьбу этого объекта. Мощное излучение главного пульсара PSR J1311-3430 приводит к постепенному испарению его компаньона. При этом именно материя спутника пульсара дает материю, которая питает его излучение. «Постоянное излучение пульсаром его компаньона может привести к его полному исчезновению. Это может оказаться тем самым способом образования одиноких пульсаров, происхождение которых пока толком не понято», – говорит Плеш. Это единственные сведения, которые может предоставить PSR J1311-3430, но другие не так-то просто получить, и бытовых рассуждений для этого недостаточно. «Такие системы пульсаров и их текущие свойства являются своего рода ископаемыми, указывающими на их эволюцию и историю, – говори Плеш. – Наиболее надежные проверки как раз можно найти при изучении экстремальных случаев. Поскольку этот пульсар наименьший из известных орбитальный период, он может оказаться очень полезен при разработке и проверке разных сценариев эволюции пульсаров». Впрочем, пульсар PSR J1311-3430 может стать не таким уж важным, но только из-за того, что разработанная методика поиска миллисекундных пульсаров способна значительно увеличить темп их обнаружения.

Пока что пульсары находят в основном по излучению в радиодиапазоне. «Прямые поиски миллисекундных пульсаров в двойных системах по гамма-излучению открывают серьезные перспективы по будущим поискам изучениям этих объектов, – говорит Плеш. – Возможно, удастся найти множество миллисекундных пульсаров, включая другие экстремальные двойные системы, по их мощному гамма-излучению, хотя в радиодиапазоне эти пульсары либо просто излучают слишком слабо, либо их излучение закрывается от нас пылью или сильными ветрами их компаньонов».