Okrutne, szybko migające pulsary „czarnej wdowy” i „czerwonego grzbietu” rozrzucają nocne niebo. Te gwałtowne gwiazdy rozbijają swoich mniejszych partnerów gwiezdnych na kawałki, gdy biczują ich na ciasnych orbitach podwójnych, kanibalizując w ten sposób mniejszych partnerów. W nowym artykule naukowcy ujawnili historię pochodzenia tych głodnych gwiazd.
To nie przypadek, że astronomowie nazwali te układy - miejsca w kosmosie, w których maleńka, ciężka, szybko wirująca gwiazda neutronowa energetyzuje się poprzez rozerwanie małego partnera podwójnego - po śmiertelnych pająkach. Samice rudowłosej i czarnej wdowy jedzą mężczyznę żywcem po seksie. (W gwiazdach, podobnie jak u pająków, czarne wdowy łączą się z mniejszymi partnerami.) Redback i czarne wdowy to podkategorie „pulsarów milisekundowych”, gwiazd neutronowych, które wirują tak szybko, że migają Ziemią co kilka ułamków milisekundy. Ale do tej pory nikt nie potrafił wyjaśnić, jak powstały te paskudne gwiazdy.
Gwiazdy neutronowe są bardzo gęstymi pozostałościami zapadniętych gwiazd. Nie szersze niż małe miasto, mimo to przewyższają nasze słońce. Naukowcy musieli wymyślić zupełnie nową fizykę, aby wyjaśnić, jak zachowuje się w nich materia. (Ale w przeciwieństwie do czarnych dziur, nie są wystarczająco gęste, aby tworzyć osobliwości.) Naukowcy nazywają je pulsarami, ponieważ często wydają się teleskopom jako regularnie pulsujące źródła światła. Większość wiruje znacznie szybciej niż normalne gwiazdy, a ich regularne obroty mogą zachowywać się jak zegary tykające w kosmosie.
Ale sama gwiazda neutronowa zwykle nie obraca się wystarczająco szybko, aby być pulsarem milisekundowym, jak napisali naukowcy w nowym badaniu. Niektóre zewnętrzne źródło energii musi podnieść pulsar do jego prędkości obrotowej. Dlatego większość pulsarów milisekundowych pojawia się w układach podwójnych. Astronomowie uważają, że zazwyczaj biały karzeł zapada się w gwiazdę neutronową, a następnie w pewnym momencie linii zaczyna ssać strumień materii z podwójnego bliźniaka. Energia z tego strumienia materii powoduje, że gwiazda neutronowa wiruje znacznie szybciej niż przy narodzinach.
Jednak czerwone i czarne wdowy na ogół nie pasują do tego modelu. Często cięższy partner w swoich małych układach podwójnych, zamkniętych w ciasnych orbitach, ich intensywne promienie rentgenowskie wysadzają materię w powierzchnię swojej gwiazdy towarzyszącej, wyrzucając tę miniaturową gwiazdę w przestrzeń, a następnie zasysając ją z powrotem grawitacyjnie. Masy i energie poruszające się po tych układach są bardzo nietypowe w porównaniu z typowymi układami pulsarów milisekundowych. W rezultacie, jak napisali naukowcy, wydaje się, że nie ma zastosowania normalny model, w jaki sposób gwiazdy towarzyszące przyspieszają pulsary milisekundowe.
W nowej pracy, opublikowanej 14 sierpnia w The Astrophysical Journal, zespół naukowców dopracował ten model. Ich praca uwzględnia potężną energię magnetyczną gwiazd neutronowych i pokazuje, w jaki sposób magnetyzm gwiazdy neutronowej może ograniczyć całą materię wystrzeloną z gwiazdy towarzyszącej na biegunie północnym i południowym gwiazdy neutronowej. Piszą, że to zmienia mechanikę sytuacji i pokazuje, że nawet mniejszy partner w systemach redback i wielu systemach czarnej wdowy może przyspieszyć pulsary do prędkości milisekundowych.
Ta teoria magnetyzmu nie może jednak wyjaśnić wszystkich czarnych wdów, o których wiemy. Ale ta praca powinna wyeliminować potrzebę pewnych bardziej dramatycznych teorii - takich jak ta opublikowana w The Astrophysical Journal w 2015 roku, sugerując, że być może tego rodzaju gwiazdy neutronowe rodzą się jako pulsary milisekundowe i nie potrzebują żadnej pomocy przy przyspieszaniu.
