Kosmiczne Obserwatorium XMM-Newton odkryło pulsar – wirującą pozostałość po masywnej gwieździe – którego jasność tysiąckrotnie przewyższa dotychczasowo uważaną za możliwą.
Pulsar ten jest jak dotąd najodleglejszym odkrytym obiektem tego typu – znajduje się bowiem 50 milionów lat świetlnych od Ziemi.Pulsary to wirujące, namagnetyzowane gwiazdy neutronowe omiatające swoje otoczenie wąskimi wiązkami promieniowania. W przypadku odpowiedniej geometrii układu pulsar-Ziemia, za każdym obrotem pulsara możemy obserwować błyski promieniowania emitowane niczym z latarni morskiej. Kiedyś były one masywnymi gwiazdami, które eksplodowały jako supernowa pod koniec swojej ewolucji, stając się małymi i niesamowicie gęstymi pozostałościami po gwieździe.
Opisywane źródło promieniowania rentgenowskiego jest jak dotąd najjaśniejszym odkrytym obiektem tego typu: jest bowiem 10 razy jaśniejszy niż poprzedni najjaśniejszy pulsar. W jednej sekundzie emituje tyle samo energii co nasze Słońce w ciągu 3,5 roku.
XMM-Newton obserwował ten obiekt kilkukrotnie w ciągu ostatnich 13 lat. Odkrycie jest wynikiem systematycznego poszukiwania pulsarów w danych archiwalnych – jego odkrycie możliwe było dzięki regularnym pulsom promieniowania rejestrowanym z okresem 1,13 sekundy.
Sygnał od tego obiektu został zidentyfikowany także w danych archiwalnych Nustar.
„Wcześniej wydawało nam się, że tylko czarne dziury o masie co najmniej 10 mas Słońca, karmiące się swoimi gwiezdnymi towarzyszami mogą osiągnąć tak niespotykaną jasność, jednak gwałtowne i regularne pulsy emitowane przez to źródło dowodzą, że jest to gwiazda neutronowa, którą można wyraźnie odróżnić od czarnej dziury,” mówi Gian Luca Israel z INAF-Osservatorio Astronomica di Roma w Rzymie, główny autor artykułu opisującego pulsar w najnowszym wydaniu periodyku Science.
Dane archiwalne ujawniły także zmianę tempa rotacji pulsara w czasie z poziomu 1,43 sekundy w 2003 roku do 1,13 sekundy w 2014 roku.
„Tylko gwiazda neutronowa jest na tyle kompaktowym obiektem, aby utrzymać się w całości przy tak wysokim tempie rotacji”, mówi Gian Luca Israel.
Choć sama zmiana tempa rotacji gwiazdy neutronowej nie jest niczym nietypowym, to tak wysokie tempo zmiany w tym wypadku najprawdopodobniej spowodowane jest gwałtownym ściąganiem przez gwiazdę neutronową materii z towarzyszącej jej gwiazdy.
„Ten obiekt stanowi nie lada wyzwanie dla naszej obecnej wiedzy o procesie akrecji w pobliżu bardzo jasnych gwiazd,” mówi Gian Luca. „Ten konkretny pulsar jest 1000 razy jaśniejszy niż nam się wydawało to możliwe. Zatem wyraźnie widać, że w naszych modelach brakuje czegoś co może odpowiadać za niesamowitą ilość energii emitowanej przez ten obiekt.”
Naukowcy podejrzewają, że blisko powierzchni pulsara musi występować silne, złożone pole magnetyczne, które sprawia, że możliwa jest akrecja materii przy jednocześnie bardzo dużej jasności.
„Odkrycie tego bardzo nietypowego obiektu – najbardziej ekstremalnego pod względem odległości, jasności i tempa wzrostu częstotliwości rotacji – to nowy rekord na koncie obserwatorium XMM-Netwon”, mówi Norbert Schartel, naukowiec projektu XMM Newton w ESA.
Artykuł naukowy: http://science.sciencemag.org/content/early/2017/02/17/science.aai8635
Źródło: ESA