Det er en millisekund pulsar ... en raskt roterende nøytronstjerne og den er i ferd med å nå slutten av sin masseinnsamlingsfase. Det har vært travelt, spinnet med utrolige høye rotasjonshastigheter på omtrent 1 til 10 millisekunder og skyter av røntgenstråler. Nå er noe i ferd med å skje. Det kommer til å miste mye energi og alder veldig raskt.
Astrofysiker Thomas Tauris fra Argelander-Institut für Astronomie og Max-Planck-Institut für Radioastronomie har publisert en artikkel i 3. februarutgaven av Vitenskap der han gjennom numeriske ligninger har vist roten til den stellare evolusjonen og akkresjonsmomentene. I denne modellen er det vist at millisekund pulsarer vil spre omtrent halvparten av rotasjonsenergien sin i løpet av den siste fasen av masseoverføringsprosessen og like før den blir til en radiokilde. Dr. Tauris 'funn stemmer overens med nåværende observasjoner, og konklusjonene hans forklarer også hvorfor en radio-millisekund pulsar virker aldersfremmet over kameratens stjerner. Dette kan være svaret på hvorfor sub-millisekund pulsarer ikke eksisterer i det hele tatt!
"Millisekund pulsarer er gamle nøytronstjerner som har blitt spunnet opp til høye rotasjonsfrekvenser via massetilskudd fra en binær ledsagerstjerne." sier Dr. Tauris. "En viktig sak for å forstå fysikken i den tidlige spinnevolusjonen av millisekund pulsarer er virkningen av den ekspanderende magnetosfæren under de terminale stadiene av masseoverføringsprosessen."
Ved å trekke masse og kantet momentum fra en vertsstjerne i et binært system, lever en millisekund pulsar livet som en sterkt magnetisert, gammel nøytronstjerne med en ekstrem rotasjonsfrekvens. Selv om vi antar at de er vanlige, er det bare rundt 200 av disse pulsartypene som er kjent for å eksistere i galaktiske skiver og kuleklynger. Den første av disse millisekund pulsarene ble oppdaget i 1982. Hva som teller er de som har spinnhastigheter mellom 1,4 og 10 millisekunder, men mysteriet lå i hvorfor de har så raske spinnhastigheter, deres sterke magnetiske felt og deres underlig tilsynelatende aldre. Når slås de for eksempel av? Hva skjer med spinnhastigheten når giverstjernen slutter å gi?
"Vi har nå for første gang kombinert detaljerte numeriske stjernemessige evolusjonsmodeller med beregninger av bremsemomentet som virker på den roterende pulsaren," sier Thomas Tauris, forfatteren av denne studien. Resultatet er at millisekunders pulsarer mister omtrent halvparten av rotasjonsenergien i den såkalte Roche-lob-avkoblingsfasen. Denne fasen beskriver avslutningen av masseoverføringen i det binære systemet. Derfor bør radio-emitterende millisekund pulsarer spinne litt tregere enn deres forfedre, røntgenstråle som sender ut millisekund pulsarer som fremdeles henter materiale fra donorstjernen. Dette er nøyaktig hva observasjonsdataene ser ut til å antyde. Videre kan disse nye funnene bidra til å forklare hvorfor noen millisekund pulsarer ser ut til å ha karakteristiske aldre som overstiger universets alder, og kanskje hvorfor det ikke eksisterer noen under-millisekund radiopulsarer. ”
Takket være denne nye studien kan vi nå se hvordan en spinnende pulsar muligens kan bremse ut av et likevektsspinn. I denne alderen bremser masseoverføringshastigheten og påvirker den magnetosfæriske radius til pulsaren. Dette utvider igjen og tvinger den innkommende saken til å fungere som en propell. Handlingen får deretter pulsaren til å senke rotasjonen og - i sin tur - redusere spinnhastigheten.
"Faktisk, uten en løsning på" slå av "-problemet, ville vi forvente at pulsarene til og med senker seg til å snurre perioder på 50-100 millisekunder i løpet av avkoblingsfasen til Roche-lob", avslutter Thomas Tauris. "Det vil være i klar motsetning med observasjonsbevis for eksistensen av millisekund pulsarer."
Original historiekilde: Max-Planck-Institut für Radioastronomie News Release>. For videre lesning: Spin-Down av Radio Millisecond Pulsars ved Genesis.
