Zespół australijskich astronomów przeprowadził intensywną kampanię obserwacji ciekawego młodego pulsara. Obserwacje miały na celu zbadanie zmian w częstotliwości jego rotacji. Znajdujący się około 910 lat świetlnych od Ziemi pulsar Vela jest obiektem bardzo młodym w skali astronomicznej – jego wiek szacuje się na zaledwie 11 300 lat. Przykuwa on uwagę astronomów z uwagi na swoje nietypowe pulsacje. W artykule opublikowanym online 5 lutego br. na serwerze arXiv.org Jim Palfreyman z University of Tasmania wraz ze współpracownikami przedstawia więcej informacji dotyczących burzliwej natury tego pulsara.
Astronomowie przeprowadzili długookresowe jak i dotyczące pojedynczych pulsów badania Vela przy wykorzystaniu 26-metrowej średnicy teleskopu Mount Pleasant Radio Observatory znajdującego się w pobliżu miejscowości Hobart w Australii. Kamapania obserwacyjna trwająca 18 miesięcy rozpoczęła się w marcu 2014 roku i w jej toku zebrano ponad 6 000 godzin danych obserwacyjnych pojedynczych pulsów. Łącznie zebrano ponad 1.5 petabajtów danych opisujących około 237 milionów pojedynczych pulsów.
Z wcześniejszych badań wiemy, że Vela regularnie zwiększa częstotliwość rotacji średnio co trzy lata oraz doświadcza „mikro-przerw” kilka razy w roku. Nowe badania wskazują, że szerokość pulsu Veli także zmienia się z czasem – gwałtownie po mikro-przerwie oraz częstotliwość jasnych pulsów także zmienia się z mikro-przerwami.
„To co zmienia szerokość pulsu zmienia także cały kształt pulsu. Nasze obserwacje wskazują, że po drugiej i większej mikro-przerwie, puls zmniejszył swoją szerokość,” napisali astronomowie w artykule.
Co zaciekawiło zespół Palfreymana to fakt, że pierwsza mikro-przerwa zbiegła się z gwałtownym wzrostem ilości jasnych pulsów, przy braku zmiany szerokości pulsu, podczas gdy druga mikro-przerwa zbiegła się z odwrotną sytuacją – znacznym spadkiem szerokości pulsu i brakiem zmiany ilości jasnych pulsów.
„Nasze dane wskazują pewien schemat wzrostu szerokości pulsu, a następnie jej spadku po małej mikro-przerwie. Po dużo większej mikro-przerwie widzimy gwałtowny spadek szerokości pulsu, po którym następuje jej stabilny wzrost,” zauważyli badacze.
Wyjaśniając to zjawisko naukowcy wskazują, że strefy emisji pulsara mogą być matematycznie chaotyczne z natury i zauważają, że zmiany szerokości mogą być także spowodowane zmianą szerokości stożka emisji. Niemniej jednak ta teoria zakłada, że strefy emisji znajdują się w stożku, a przecież młode pulsary takie jak Vela powinny charakteryzować się emisją z jądra, a nie emisją stożkową.
Astronomowie odkryli także, że zmiany w szerokości pulsu Veli mają trzy możliwe okresy cykliczne, które pasują do okresowości rentgenowskiej spiralnego dżetu – co może wskazywać na wolną precesję. Spiralny dżet rentgenowski emitowany z osi obrotu pulsaru – potencjalnie spowodowany precesją posiada okres 122, 73 i 91 dni – pisano o tym już we wcześniejszych artykułach naukowych.
„Zauważamy trzy skończone okresy w danych dotyczącycych pulsów i ich zakresy zgadzają się zakresami 'dopuszczalnych’ okresów,” napisano w artykule.
Naukowcy uważają, że ich badania stanowią kluczowy element na drodze do zrozumienia dziennej, zintegrowanej szerokości profilu pulsu Veli, która ulega powolnym zmianom i doświadcza zaburzeń po mikro-przerwie. Według najnowszych badań owe mikro-przerwy wpływają także na ilość jasnych pulsów lecz w niejednorodny sposób.
Palfreyman wraz ze współpracownikami uważa, że uzyskane przez niego wyniki mogą rzucić nowe światło na emisję pulsarów i proces przerywania. Planowane są także kolejne artykuły naukowe opracowywane na podstawie dużego zestawu danych zebranych podczas osiemnastomiesięcznej kampanii obserwacyjnej.
Źródło: phys.org / T. Nowakowski