Wrażenie artysty na pulsar „jedzący” gwiazdę towarzyszącą. Źródło zdjęcia: ESA Kliknij, aby powiększyć
Zintegrowane obserwatorium kosmiczne ESA wraz z sondą Rossi X-ray Timing Explorer firmy NASA znalazło szybko obracający się pulsar podczas pożerania swojego towarzysza.
Odkrycie to potwierdza teorię, że najszybciej wirujące izolowane pulsary osiągają tak szybko dzięki kanibalizowaniu pobliskiej gwiazdy. Gaz uwolniony z towarzysza napędza przyspieszenie pulsara. Jest to szósty pulsar znany w takim układzie i reprezentuje on „kamień milowy” w ewolucji wolniej wirujących pulsarów binarnych w szybciej wirujące pulsary izolowane.
„Dochodzimy do punktu, w którym możemy spojrzeć na każdy szybko wirujący, izolowany pulsar i powiedzieć:„ Ten facet miał towarzysza ”- powiedział dr Maurizio Falanga, który kierował obserwacjami Integral w Komisariacie? l'Energie Atomique (CEA) w Saclay, Francja.
„Pulsary” to wirujące gwiazdy neutronowe, które powstają w wyniku wybuchów gwiazd. Są to pozostałości gwiazd, które kiedyś były co najmniej osiem razy masywniejsze niż Słońce. Te gwiazdy wciąż zawierają około masy naszego Słońca zwartego w kulę o średnicy około 20 kilometrów.
Ten pulsar, zwany IGR J00291 + 5934, należy do kategorii „pulsarów promieni milisekundowych”, które pulsują światłem rentgenowskim kilkaset razy na sekundę, jednym z najszybciej znanych. Ma okres 1,67 milisekund, który jest znacznie mniejszy niż w przypadku większości innych pulsarów, które obracają się co kilka sekund.
Gwiazdy neutronowe rodzą się gwałtownie wirując w zawaleniach masywnych gwiazd. Stopniowo zwalniają po kilkuset tysiącach lat. Gwiazdy neutronowe w układach podwójnych gwiazd mogą jednak odwrócić ten trend i przyspieszyć z pomocą gwiazdy towarzyszącej.
Po raz pierwszy takie przyspieszenie zaobserwowano w akcie. „Mamy teraz bezpośredni dowód na to, że gwiazda wiruje szybciej podczas kanibalizacji jej towarzysza, czego nikt wcześniej nie widział w przypadku takiego układu” - powiedział dr Lucien Kuiper z Holenderskiego Instytutu Badań Kosmicznych (SRON) w Utrechcie.
Gwiazda neutronowa może usuwać gaz ze swojej gwiazdy towarzyszącej w procesie zwanym „akrecją”. Przepływ gazu na gwiazdę neutronową powoduje, że gwiazda wiruje coraz szybciej. Zarówno przepływ gazu, jak i jego rozbicie na powierzchni gwiazdy neutronowej uwalnia wiele energii w postaci promieniowania rentgenowskiego i gamma.
Gwiazdy neutronowe mają tak silne pole grawitacyjne, że światło przechodzące przez gwiazdę zmienia kierunek o prawie 100 stopni (w porównaniu światło przechodzące przez Słońce jest odchylane o kąt 200 tysięcy razy mniejszy). „To„ wygięcie grawitacyjne ”pozwala nam zobaczyć tylną stronę gwiazdy”, zauważa prof. Juri Poutanen z University of Oulu, Finlandia.
„Ten obiekt był około dziesięć razy bardziej energetyczny niż to, co zwykle obserwuje się w podobnych źródłach”, powiedział Falanga. „Tylko pewien potwór emituje te energie, co odpowiada temperaturze prawie miliarda stopni”.
Na podstawie poprzedniego wyniku badania Integral naukowcy wywnioskowali, że ponieważ gwiazda neutronowa ma silne pole magnetyczne, naładowane cząstki od jej towarzysza są kierowane wzdłuż linii pola magnetycznego, dopóki nie uderzą w powierzchnię gwiazdy neutronowej na jednym z biegunów magnetycznych, tworząc „gorące punkty” „. Bardzo wysokie temperatury obserwowane przez Integral powstają z tej bardzo gorącej plazmy nad punktami akrecyjnymi.
IGR J00291 + 5934 został odkryty przez firmę Integral podczas rutynowego skanowania nieba w dniu 2 grudnia 2004 r. W zewnętrznych obszarach naszej galaktyki Drogi Mlecznej, gdy nagle rozbłysła. Następnego dnia naukowcy dokładnie taktowali gwiazdę neutronową za pomocą rentgenowskiego eksploratora rozrządu Rossi.
Obserwacje Rossiego ujawniły, że towarzysz jest już ułamkiem wielkości naszego Słońca, być może tak małym jak 40 mas Jowisza. Binarna orbita ma 2,5 godziny (w przeciwieństwie do całorocznej orbity Ziemia-Słońce). Cały system jest bardzo szczelny; obie gwiazdy są tak blisko, że zmieszczą się w promieniu Słońca. Te szczegóły potwierdzają teorię, że dwie gwiazdy są wystarczająco blisko, aby mogła nastąpić akrecja i że gwiazda towarzysząca jest kanibalizowana.
„Oczekuje się, że akrecja ustanie po upływie około miliarda lat”, powiedział dr Duncan Galloway z Massachusetts Institute of Technology, USA, odpowiedzialny za obserwacje Rossiego. „To odkrycie Integral-Rossi dostarcza więcej dowodów na to, jak pulsary ewoluują z jednej fazy do drugiej - od początkowo wolno wirującej podwójnej gwiazdy neutronowej emitującej wysokie energie, do szybko wirującego izolowanego pulsara emitującego fale radiowe”.
Odkrycie jest pierwszym tego rodzaju dla Integrala (cztery z pierwszych pięciu szybko wirujących pulsarów rentgenowskich zostały odkryte przez Rossi). To dobrze wróży łączonemu poszukiwaniu tych rzadkich obiektów. Czułe detektory firmy Integrals potrafią zidentyfikować stosunkowo słabe i odległe źródła, a zatem wiedząc, gdzie szukać, Rossi może dostarczyć informacje o czasie poprzez dedykowaną obserwację trwającą przez cały dwutygodniowy okres typowego wybuchu.
Oryginalne źródło: Portal ESA
