Megoldódott a milliszekundumos pulzárok rejtélye

610

A pulzárok nagyon gyorsan forgó neutroncsillagok, melyek nagytömegű csillagok szupernóvaként történő felrobbanásának végtermékei. Születésükkor másodpercenként néhányszor tíz fordulatot végeznek a forgástengelyük körül. Jellemző, nyalábokban fókuszálódó sugárzásuk a rádió- és a röntgentartományba esik. A nyalábok minden egyes fordulat során végigsöpörhetnek rajtunk, teljesen hasonlóan a világítótornyok fénykévéihez, s amikor éppen felénk mutatnak, azt például a rádiótartományban egy nagyon gyors intenzitásváltozásként (pulzus, innen származik az elnevezés is) detektálhatjuk. Az elektromágneses sugárzás formájában bekövetkező energiaveszteség miatt természetesen idővel lelassulnak, éppen ezért is volt rejtélyes, hogyan létezhetnek öreg, de még mindig rendkívül gyorsan forgó pulzárok. Az Anne Archibald (McGill University, Montreal) vezette kutatócsoport által végzett új észlelések azonban megoldással szolgálhatnak ezen évtizedes rejtélyre.

Fantáziarajz a kettős rendszerben található és a tömegátadás hatására felpörgő pulzárról.
[NASA/Dana Berry]

A PSR J1023+0038 jelű pulzárt 2007-ben fedezték fel a Robert C. Byrd rádióteleszkóppal (Green Bank, West Wirginia, USA). A részletesebb vizsgálatok azonban azt mutatták, hogy nem ez az első megfigyelés, ugyanis az objektum már korábban is horogra akadt, először 1998-ban a VLA (Very Large Array) antennarendszerrel detektálták, 1999-ben pedig SDSS (Sloan Digital Sky Survey) felmérés során egy Naphoz hasonló csillagként azonosították. Egy év múlva határozott jeleit mutatta egy kettősökre jellemző tömegátadási (akkréciós) korong jelenlétének, két év múlva azonban ez a korong eltűnt. A PSR J1023+0038 most milliszekundumos pulzárként sugározza rádiójeleit, mégpedig az óriási 592 pulzus/másodperc ütemben, bár ez még mindig csak fele a rekorder megfelelő paraméterének, ami 1112 pulzus/másodperc.

A vonatkozó elmélet szerint a milliszekundumos pulzárok kettős rendszerek tagjai, s a kísérőtől az akkréciós korongban spirális pályán átszippantott anyag impulzusnyomatéka pörgeti fel őket óriási nagy szögsebességekre. A tömegátadásra utaló jeleket azonban eddig még senki sem detektált ilyen rendszereknél. Az elmélet alapján az akkréciós folyamat közben a korongban spirálozó anyag árnyékoló hatása miatt a rádiósugárzás nem tudja elhagyni a rendszert, de amint a beáramló gáz megfogyatkozik, a nyalábok rádiósugárzása is azonnal megjelenik.

A milliszekundumos pulzárrá válás köztes lépéseinek egyike lehet a kistömegű röntgenkettős állapot. Ezek a kettősök egy neutroncsillagból és egy kicsi normál csillagból állnak. A PSR J1023+0038 kísérőjének a tömege a Napénak mindössze fele. A körülbelül 4000 fényévre található kettős keringési periódusa mintegy 45 perc. A röntgenkettősöknél azonban nincs rádiósugárzás. Archibald szerint a magyarázat az lehet, hogy ezekben a neutroncsillag valószínűleg éppen a felpörgés állapotában van, a rádiósugárzás csak később jelenik meg, s a neutroncsillag akkor válik pulzárrá. Scott Ransom (National Radio Astronomy Observatory) szerint nagy szerencse, hogy a PSR J1023+0038 éppen az elmúlt évtizedet választotta, hogy kistömegű röntgenkettősnek kinéző objektumból milliszekundumos pulzárnak kinéző objektummá alakuljon, ezzel elsőként igazolva az akkréció felpörgésben játszott szerepét. A most megfigyelt folyamat gyorsasága (tíz év csillagászati időskálákon egy röpke pillanatnál is rövidebb) lehet az oka annak, hogy korábban nem sikerült ilyen átmenetet detektálni.

Az eredményeket részletező szakcikk a Science magazin online kiadásában jelent meg 2009. május 21-én.

Forrás:

Hozzászólás

hozzászólás