To pulsar milisekundowy… szybko obracająca się gwiazda neutronowa i wkrótce osiągnie koniec fazy gromadzenia masy. Był zajęty, wirował z niewiarygodnie dużymi prędkościami obrotowymi od około 1 do 10 milisekund i strzelał promieniami rentgenowskimi. Teraz coś się wydarzy. Bardzo szybko straci dużo energii i starzeje się.
Astrofizyk Thomas Tauris z Argelander-Institut für Astronomie i Max-Planck-Institut für Radioastronomie opublikował artykuł w numerze z 3 lutego Nauka gdzie wykazał za pomocą równań numerycznych źródło ewolucji gwiazd i momentów akrecyjnych. W tym modelu pokazano, że pulsary milisekundowe rozpraszają około połowę swojej energii obrotowej podczas ostatniej fazy procesu przenoszenia masy i tuż przed jej przekształceniem w źródło radiowe. Odkrycia dr. Taurisa są zgodne z bieżącymi obserwacjami, a jego wnioski wyjaśniają również, dlaczego pulsar radiosekundowy wydaje się zaawansowany wiekowo w stosunku do swoich gwiazd towarzyszących. To może być odpowiedź na pytanie, dlaczego pulsary poniżej milisekundy w ogóle nie istnieją!
„Pulsary milisekundowe to stare gwiazdy neutronowe, które zostały obrócone do wysokich częstotliwości obrotowych poprzez akrecję masy z podwójnej gwiazdy towarzyszącej.” mówi dr Tauris. „Ważnym zagadnieniem dla zrozumienia fizyki wczesnej ewolucji spinarów pulsarów milisekundowych jest wpływ rozszerzającej się magnetosfery podczas końcowych etapów procesu przenoszenia masy”.
Pobiegając masę i moment pędu z gwiazdy macierzystej w układzie podwójnym, pulsar milisekundowy żyje jako silnie namagnesowana, stara gwiazda neutronowa o ekstremalnej częstotliwości rotacyjnej. Chociaż możemy założyć, że są one powszechne, istnieje tylko około 200 takich rodzajów pulsarów, o których wiadomo, że istnieją w dysku galaktycznym i gromadach kulistych. Pierwszy z tych pulsarów milisekundowych został odkryty w 1982 roku. Liczy się te, które mają prędkości wirowania od 1,4 do 10 milisekund, ale tajemnica tkwi w tym, dlaczego mają one tak duże prędkości wirowania, ich silne pola magnetyczne i dziwnie wyglądający wiek. Na przykład, kiedy się wyłączają? Co dzieje się z prędkością wirowania, gdy gwiazda dawcy przestaje dawać?
„Po raz pierwszy połączyliśmy szczegółowe numeryczne modele ewolucji gwiezdnej z obliczeniami momentu hamowania działającego na wirujący pulsar”, mówi Thomas Tauris, autor niniejszego badania. „W rezultacie pulsary milisekundowe tracą około połowę swojej energii obrotowej w tak zwanej fazie odsprzęgania płata Roche-a. Ta faza opisuje zakończenie transferu masy w układzie podwójnym. Stąd emitujące radio pulsary milisekundowe powinny obracać się nieco wolniej niż ich prekursory, a pulsary milisekundowe emitujące promieniowanie rentgenowskie nadal gromadzą materiał ze swojej gwiazdy dawcy. Dokładnie to sugerują dane obserwacyjne. Co więcej, te nowe odkrycia mogą pomóc wyjaśnić, dlaczego niektóre pulsary milisekundowe wydają się mieć charakterystyczny wiek przekraczający wiek Wszechświata i być może dlaczego nie istnieją pulsary radiowe sub-milisekundowe. ”
Dzięki tym nowym badaniom możemy teraz zobaczyć, w jaki sposób wirujący pulsar może wyhamować ze spinu równowagi. W tym wieku szybkość przenoszenia masy zwalnia i wpływa na promień magnetosferyczny pulsara. To z kolei rozszerza i zmusza przybywającą materię do działania jako śmigło. Działanie to powoduje wówczas, że pulsar spowalnia obroty, a z kolei spowalnia prędkość wirowania.
„Właściwie bez rozwiązania problemu„ wyłączenia ”spodziewalibyśmy się, że pulsary zwolnią nawet do okresów wirowania 50-100 milisekund podczas fazy odsprzęgania płata Roche'a”, podsumowuje Thomas Tauris. „Byłoby to w wyraźnej sprzeczności z obserwacyjnymi dowodami na istnienie pulsarów milisekundowych”.
Oryginalna historia Źródło: Max-Planck-Institut für Radioastronomie News Release>. Do dalszej lektury: Podział Radio Millisecond Pulsars w Genesis.
