Details

Тема работы относится к области наблюдательной астрофизики. Рассмотрен пульсар J2021+3651, возрастом 1.7∙104 лет. Этот пульсар был впервые обнаружен в радиодиапазоне в 2002 году и позднее был детектирован также в рентгеновском и гамма-диапазонах. Объект генерирует туманность пульсарного ветра G75.2+0.1, видимую в рентгене и известную под названием «Стрекоза» («Dragonfly Nebula»). Целью данной работы является исследование пульсара J2021+3651 в оптическом диапазоне для пополнения его многоволнового спектра. Для достижения поставленной цели мы проанализировали первые оптические наблюдения J2021+3651, выполненные в сентябре 2011 года на 10-метровом телескопе GTC (The Gran Telescopio CANARIAS). Результат показал, что ни пульсар, ни туманность в оптике не отождествляются. Мы установили оптические верхние пределы излучения J2021+3651 и на интегральный поток излучения G75.2+0.1, равные 27.m2 (0.04 мкЯн) и 24.m8 (0.36 мкЯн, поверхностная яркость - 29.4 зв.в.∙арксек-2) соответственно.Для сравнения оптических составляющих пульсара и туманности с рентгеновскими данными мы переанализировали архивные рентгеновские наблюдения J2021+3651, полученные с помощью орбитальной обсерватории «Chandra» в 2003 и 2006 годах. Была выполнена аппроксимация одновременно трех рентгеновских спектров J2021+3651, извлеченных из трех наблюдений с общей экспозицией 112 кс. Выяснилось, что спектр данного пульсара одинаково хорошо описывается как суммой тепловой и степенной моделей, так суммами атмосферных моделей со степенной компонентой. Если предположить, что спектр пульсара чернотельный, то излучение исходит из полярных шапок с температурой ~155 эВ.

В противном случае, излучение исходит со всей поверхности звезды с температурой ~63 эВ, которая, согласно стандартному сценарию остывания нейтронных звезд, слишком низкая для характеристического возраста J2021+3651. Это можно объяснить, либо наличием мощных прямых УРКА-процессов внутри звезды, либо минимальным сценарием остывания. Также мы составили эмпирическую зависимость лучевой концентрации водорода от расстояния в направлении J2021+3651 и с ее учетом из рентгеновского анализа получили расстояние до пульсара, равное ~1.8 кпк. Оно может означать принадлежность объекта области звездообразования Cygnus-X. Сравнение оптических и рентгеновских составляющих излучения J2021+3651 указывает на наличие возможного излома в спектре нетепловой компоненты излучения пульсара между оптическим и рентгеновским диапазонами. Оптический верхний предел туманности G75.2+0.1 превосходит экстраполяцию ее рентгеновского спектра и является менее информативным. В дополнение был выполнен поиск периода J2021+3651 методом Z22-теста по рентгеновским наблюдениям орбитальных обсерваторий «XMM-Newton» и «Chandra». Показано, что по рентгеновским данным таким способом период исследуемого пульсара не определяется, что может быть обусловлено большим зашумлением излучения нейтронной звезды окружающей туманностью G75.2+0.1. Необходимо более глубокое наблюдение. Мы оценили верхний предел доли периодического излучения J2021+3651, равный 45%. Работа поддержана грантом РНФ 14-12-00316.