Самым быстро вращающимся подтверждённым радиопульсаром обычно называют PSR J1748−2446ad: его частота около 716 оборотов в секунду, а период — примерно 1,4 миллисекунды. Формулировка важна: более высокие частоты иногда предлагались по косвенным сигналам, но они не получили такого же надёжного подтверждения как стабильное вращение.
Что такое пульсар
Нейтронная звезда — компактный остаток ядра массивной звезды. Если её магнитная ось не совпадает с осью вращения, пучки излучения могут периодически пересекать Землю. Мы регистрируем импульсы как маяк. Частота прихода импульсов позволяет исключительно точно измерить период вращения.
Как звезду раскручивают
Молодые нейтронные звёзды постепенно замедляются, отдавая энергию излучению и ветру частиц. Миллисекундные пульсары обычно получили дополнительный угловой момент от звезды-компаньона: вещество аккреционного диска падало на нейтронную звезду и раскручивало её. После прекращения активной аккреции остаётся быстро вращающийся радиопульсар.
Обороты и линейная скорость
716 оборотов в секунду — угловая частота. Линейная скорость экватора зависит от радиуса, который для нейтронных звёзд оценивают примерно в десяток километров и уточняют по моделям плотного вещества. При типичном радиусе поверхность движется с заметной долей скорости света, но точное число нельзя дать без знания радиуса.
Почему звезда не разлетается
Сильная гравитация удерживает вещество, однако существует частота массового сброса: выше неё центробежный эффект на экваторе разрушил бы устойчивость. Предел зависит от массы, радиуса и уравнения состояния сверхплотного вещества. Наблюдаемое отсутствие пульсаров намного быстрее рекорда помогает ограничивать эти модели.
Не все нейтронные звёзды одинаковы
Магнитары выделяются прежде всего экстремальным магнитным полем, а не быстрым вращением; многие из них вращаются гораздо медленнее миллисекундных пульсаров. Различие и происхождение магнитаров объясняет материал Магнитары.
Что рекорд говорит о ядерной материи
Внутри нейтронной звезды плотность превосходит плотность атомного ядра, и лаборатория не может воспроизвести такой объём вещества. Разные уравнения состояния предсказывают разные связи массы и радиуса, а значит — разный предел вращения. Наблюдения тяжёлых пульсаров, рентгеновских профилей и гравитационных волн от слияний дополняют ограничение по частоте. Сам рекорд 716 герц не доказывает, что физический предел рядом: распределение периодов может определяться ещё и тем, как аккреция передаёт момент и как гравитационные волны либо магнитное поле тормозят звезду. Поэтому отсутствие более быстрых объектов — важная подсказка, но не единственное измерение свойств ядра.
Как не спутать период и импульс
Один наблюдаемый импульс обычно соответствует одному обороту, но профиль может иметь несколько пиков, а геометрия пучка усложняет картину. Астрономы ищут устойчивую периодичность во многих наблюдениях, корректируют движение Земли и, для двойных систем, орбиту пульсара. Частота меняется очень медленно либо испытывает скачки. Именно согласованная временная модель, а не единичная вспышка, подтверждает вращение. Каталоги публикуют период, его производную и параметры орбиты вместе с неопределённостями.