Astronomowie opracowali nową technikę dokładnego określania wieku pulsarów milisekundowych, najszybciej wirujących gwiazd we wszechświecie. Jak wiadomo Bülent Kiziltan, absolwent astronomii i astrofizyki na Uniwersytecie Kalifornijskim w Sant a Cruz, wiadomo, że standardowa metoda szacowania wieku pulsarów przynosi niewiarygodne wyniki, szczególnie w przypadku szybko wirujących pulsarów milisekundowych. „Dokładne określenie wieku pulsarów ma fundamentalne znaczenie, ponieważ ma ono wpływ na zrozumienie powstawania i ewolucji pulsarów, fizyki gwiazd neutronowych i innych obszarów” - powiedział.
Kiziltan współpracuje ze Stephenem Thorsettem, profesorem astronomii i astrofizyki na UCSC, aby zbadać ewolucję pulsarów milisekundowych. Przedstawił ich wyniki na spotkaniu American Astronomical Society w Pasadenie w poniedziałek, 8 czerwca.
Pulsar jest szybko obracającą się gwiazdą neutronową, zapadniętym jądrem, które pozostaje po wybuchu masywnej gwiazdy jako supernowej. Pulsar emituje wiązki fal radiowych (a także promieni rentgenowskich i gamma) z biegunów magnetycznych gwiazdy neutronowej. Ponieważ bieguny magnetyczne nie są wyrównane z osią obrotu gwiazdy, wiązki promieniują jak latarnia morska, wysyłając impulsy fal radiowych w kierunku obserwatorów na Ziemi. Okres między każdym impulsem fal radiowych odpowiada prędkości obrotowej gwiazdy neutronowej.
„W większości przypadków jedyną dostępną informacją jest puls radiowy otrzymywany od tych zwartych gwiazd. Na podstawie tych pulsów staramy się ustalić wiek, masy i parametry orbitalne - to naprawdę bardzo trudne zadanie - powiedział Kiziltan.
Zwykłe pulsary obracają się kilka razy na sekundę i stopniowo zwalniają z wiekiem, w końcu stają się zbyt słabe, aby je wykryć. Pulsary milisekundowe obracają się jednak setki razy na sekundę. Osiągają te niezwykłe prędkości wirowania, wciągając materiał z podwójnej gwiazdy towarzyszącej, proces, który przenosi pęd kątowy z towarzysza na pulsar.
„Ten proces spin-up jest zasadniczo jak udzielanie CPR martwemu lub umierającemu pulsarowi, dając mu drugą szansę na życie”, powiedział Kiziltan.
Standardowe podejście do określania „charakterystycznego” lub „spin-down” wieku pulsara opiera się na dwóch parametrach: okresie między impulsami i szybkości, w której zwalniają. Kiziltan i Thorsett wykazali, że metoda ta może zawyżać lub niedoszacowywać wieku pulsara 10 razy, gdy zostanie zastosowana do pulsarów milisekundowych.
Aby poprawić dokładność standardowej techniki, wprowadzono dodatkowe ograniczenia wynikające z procesu rozruchu i fizyczne ograniczenia maksymalnego okresu wirowania. „Zmodyfikowaliśmy obliczenia wieku, aby były spójne z tymi ograniczeniami i pokazaliśmy, że takie podejście może osiągnąć oszacowania bliższe prawdziwemu wiekowi pulsara”, powiedział Kiziltan.
Pokazują, że w niektórych przypadkach pulsary milisekundowe, które wydają się młode, mogą być w rzeczywistości starsze o kilka miliardów lat. W innych przypadkach młode pulsary milisekundowe mogą naśladować cechy pulsarów, które są tak stare jak sama galaktyka.
Źródła: AAS, UCSC
