Odkrycie towarzyszy pulsarów milisekundowych

Gdy gwiazda o masie około dziesięciu mas Słońca kończy swoje życie, robi to w spektakularnej eksplozji znanej jako supernova. Po wybuchu pozostaje jedynie popiół w postaci gwiazdy neutronowej. Gwiazdy neutronowe charakteryzują się masą od jednej do kilku mas Słońca oraz średnicą zaledwie dziesięciu kilometrów. Gwiazdy neutronowe obracają się z ogromną prędkością, Jeżeli dodatkowo posiadają obracające się silne pola magnetycznee to emitują promieniowanie elektromagnetyczne w formie dwóch dżetów, które w niektórych przypadkach omiatają Ziemię w regularnych odstępach czasu. Takie gwiazdy neutronowe znane są jako pulsary. Takie pulsary  są dramatycznymi i istotnymi źródłami informacji o supernowych, gwiazdach w których wybuchu powstały oraz właściwościach materii w ekstremalnych warunkach panujących we wnętrzu tych gwiazd.

Niektóre pulsary zwane pulsarami milisekundowymi obracają się znacznie szybciej i astronomowie doszli do wniosku, że aby mogły tak szybko się obracać obiekty te muszą regularnie akreować materię z pobliskiej gwiazdy towarzysza, z którą znajdują się w układzie podwójnym. Świeża materia z towarzysza pozwala “rozkręcić” gwiazdę neutronową, która w normalnych warunkach stopniowo by zwalniała. Aktualnie znanych jest ponad 200 pulsarów milisekundowych. Zrozumienie tych pulsarów utrudnione jest przez fakt, że tylko przy kilkunastu z nich zaobserwowano i zbadano towarzyszące im gwiazdy.

Astronomowie Maureen van den Berg, Josh Gridnlay oraz Peter Edmonds wraz ze współpracownikami wykorzystali zdjęcia z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a wykonane w zakresie ultrafioletowym do zidentyfikowania gwiazd towarzyszących dwóm pulsarom milisekundowym zlokalizowanym w gromadzie kulistej 47 Tucanae. Co więcej byli w stanie potwierdzić poprzednie lecz dotychczas wątpliwe dwie gwiazdy towarzyszące. W swoim artykule informują, że każda z tych gwiazd towarzyszących jest białym karłem – dojrzałą gwiazdą, która nie może już utrzymać procesów nuklearnych w swoim jądrze i która skurczyła się do rozmiarów mniejszych niż na wcześniejszych etapach życia. Każdy z pulsarów obraca się ponad 120 razy na sekundę, a towarzyszące im gwiazdy obiegają je po ciasnej orbicie w czasie od 0,43 dnia do 1,2 dni. Znajdują się one na tyle blisko siebie, że może dochodzić do takich aktów “kosmicznego kanibalizmu”, w których to pulsary karmią się materią z białego karła.

Uzyskane przez zespół wyniki znacznie zwiększają katalog zidentyfikowanych i zbadanych towarzyszy pulsarów milisekundowych.

Źródło: phy.so / MNRAS

Więcej informacji: http://arxiv.org/abs/1508.05291