Kunstnerens inntrykk av en pulsar ‘spiser’ en følgesvennstjerne. Bildekreditt: ESA Klikk for å forstørre
ESAs integrerte romobservatorium, sammen med NASAs Rossi X-ray Timing Explorer-romfartøy, har funnet en hurtig snurrende pulsar i ferd med å sluke følgesvennen.
Dette funnet støtter teorien om at de raskest snurrende isolerte pulsarene kommer så raskt ved å kannibalisere en nærliggende stjerne. Gass dratt fra ledsageren gir drivstoff til pulsars akselerasjon. Dette er den sjette pulsaren som er kjent i en slik ordning, og den representerer et ‘springbrett’ i utviklingen av tregere spinnende binære pulsarer til raskere spinnende isolerte pulsarer.
"Vi kommer til et punkt der vi kan se på hvilken som helst hurtigspinnende, isolert pulsar og si: 'Den fyren pleide å ha en følgesvenn'," sa dr. Maurizio Falanga, som ledet de integrerte observasjonene, ved kommissariatet? l’Energie Atomique (CEA) i Saclay, Frankrike.
‘Pulsars’ er roterende nøytronstjerner, som er skapt i stjerneksplosjoner. De er restene av stjerner som en gang var minst åtte ganger mer massive enn Solen. Disse stjernene inneholder fortsatt omtrent solenes masse som er komprimert til en sfære på bare omtrent 20 kilometer over.
Denne pulsaren, kalt IGR J00291 + 5934, tilhører en kategori ‘røntgen-millisekund pulsarer’, som pulserer med røntgenlyset flere hundre ganger i sekundet, en av de raskeste som er kjent. Den har en periode på 1,67 millisekunder som er mye mindre enn de fleste andre pulsarer som roterer en gang noen få sekunder.
Neutronstjerner blir født raskt snurrende i kollaps av massive stjerner. De sakker gradvis etter noen hundre tusen år. Neutronstjerner i binære stjernesystemer kan imidlertid snu denne trenden og øke hastigheten med hjelp fra ledsagerstjernen.
For første gang noensinne har denne hastigheten blitt observert i loven. "Vi har nå direkte bevis for at stjernen snurrer raskere mens han kanibaliserer følgesvennen, noe som ingen noensinne har sett før for et slikt system," sa dr. Lucien Kuiper fra det nederlandske instituttet for romforskning (SRON), i Utrecht.
En nøytronstjerne kan fjerne gass fra sin ledsagerstjerne i en prosess som kalles ‘akkresjon’. Gassstrømmen til nøytronstjernen får stjernen til å snurpe seg raskere og raskere. Både strømmen av gass og dens krasjer på nøytronstjernes overflate frigjør mye energi i form av røntgen- og gammastråling.
Nøytronstjerner har et så sterkt gravitasjonsfelt at lys som går forbi stjernen endrer retning med nesten 100 grader (til sammenligning avvises lys som passerer ved sola med en vinkel som er 200 tusen ganger mindre). “Denne‘ gravitasjonsbøyningen ’lar oss se baksiden av stjernen,” påpeker professor Juri Poutanen fra University of Oulu, Finland.
"Dette objektet var omtrent ti ganger mer energisk enn det som vanligvis observeres for lignende kilder," sa Falanga. "Bare en slags monster avgir fra disse energiene, som tilsvarer en temperatur på nesten en milliard grader."
Fra et tidligere integrert resultat utledet forskere at fordi nøytronstjernen har et sterkt magnetfelt, blir ladede partikler fra dens følgesvenn kanalisert langs magnetfeltlinjene til de smeller inn i nøytronstjernes overflate ved en av dens magnetiske poler, og danner "hot spots" '. De veldig høye temperaturene som Integral ser, oppstår fra dette veldig varme plasmaet over tilskuddsflekkene.
IGR J00291 + 5934 ble oppdaget av Integral under en rutinemessig skanning av himmelen 2. desember 2004, i de ytre delene av vår Melkeveis galakse, da den plutselig blusset. Dagen etter klokket forskere nøytronstjernen nøyaktig med Rossi X-ray Timing Explorer.
Rossi-observasjoner avslørte at følgesvennen allerede er en brøkdel av størrelsen på vår sol, kanskje så liten som 40 Jupiter-masser. Den binære bane er 2,5 timer lang (i motsetning til den år lange jorden-sol-bane). Hele systemet er veldig stramt; begge stjernene er så nærme at de vil passe inn i solens radius. Disse detaljene støtter teorien om at de to stjernene er nær nok til at akkresjon skal finne sted, og at følgesstjernen blir kannibalisert.
"Akkresjonen forventes å opphøre etter en milliard år eller så," sa dr. Duncan Galloway fra Massachusetts Institute of Technology, USA, ansvarlig for Rossi-observasjonene. "Denne integrerte Rossi-oppdagelsen gir mer bevis på hvordan pulsarer utvikler seg fra en fase til en annen - fra en opprinnelig langsomt spinnende binær nøytronstjerne som avgir høye energier, til en raskt spinnende isolert pulsar som avgir i radiobølgelengder."
Funnet er det første i sitt slag for Integral (fire av de første fem raskt spinnende røntgenpulsarene ble oppdaget av Rossi). Dette lover godt i det kombinerte søket etter disse sjeldne objektene. Integrals følsomme detektorer kan identifisere relativt svake og fjerne kilder, og ved å vite hvor de skal se, kan Rossi gi timinginformasjon gjennom en dedikert observasjon som strekker seg over hele den to ukers perioden av det typiske utbruddet.
Originalkilde: ESA Portal
