Pulsary – pozostałości po wybuchach supernowych – to jedne z najbardziej ekstremalnych i zagadkowych obiektów we Wszechświecie. Dzięki najnowszym obserwacjom przeprowadzonym z pomocą teleskopu IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) NASA, astronomowie dokonali ważnego odkrycia, które może zmienić nasze rozumienie zachowania tych niezwykłych obiektów, zwłaszcza w układach podwójnych.
Wspieraj Puls Kosmosu na Patronite.pl
Obiektem badań był PSR J1023+0038, nazywany w skrócie J1023 – rzadki typ pulsara znany jako przejściowy pulsar milisekundowy. Ten szybko rotujący obiekt nieustannie zaskakuje naukowców, przełączając się między dwoma stanami: jako klasyczny pulsar radiowy, wysyłający regularne impulsy fal radiowych, oraz jako obiekt akrecyjny, pochłaniający materię z towarzyszącej mu gwiazdy i emitujący promieniowanie o wysokiej energii.
J1023 tworzy układ podwójny z gwiazdą o małej masie. W trakcie wzajemnych oddziaływań wokół pulsara powstaje dysk akrecyjny – wirująca struktura zbudowana z materii ściąganej z gwiazdy towarzyszącej. Zdolność układu do przełączania się między dwoma trybami działania sprawia, że jest on bezcennym obiektem dla badaczy starających się zrozumieć ewolucję gwiazd neutronowych w takich układach.
Przez lata źródło promieniowania rentgenowskiego emitowanego przez J1023 pozostawało niejasne. Dotąd uważano, że powstaje ono głównie w obrębie dysku akrecyjnego. Nowe obserwacje – obejmujące dane z IXPE, Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) w Chile oraz innych obserwatoriów – wskazują jednak na inne źródło: wiatr pulsarowy.
Wiatr pulsarowy to strumień wysokoenergetycznych cząstek, fal uderzeniowych i pól magnetycznych emitowanych przez pulsar z prędkościami bliskimi prędkości światła. Gdy uderza on w otaczający pulsara dysk akrecyjny, dochodzi do powstawania promieniowania rentgenowskiego. Kluczowe w tym odkryciu było wykorzystanie polarymetrii – techniki mierzącej kierunkowe ułożenie drgań światła. IXPE, jako pierwsze kosmiczne obserwatorium rejestrujące polaryzację promieniowania rentgenowskiego, odegrał tu decydującą rolę.
Zespół badaczy porównał dane z IXPE z wynikami obserwacji optycznych wykonanych za pomocą VLT. Okazało się, że promieniowanie rentgenowskie i światło widzialne mają identyczny kąt polaryzacji, co wskazuje na ich wspólne pochodzenie. To oznacza, że za emisję w obu zakresach odpowiada ten sam mechanizm – wiatr pulsarowy – a nie, jak wcześniej sądzono, sam dysk akrecyjny. To przełomowe odkrycie może zmienić sposób, w jaki astronomowie interpretują emisje w podobnych układach podwójnych.
Znaczenie tego odkrycia wykracza daleko poza jeden układ. Dowodzi ono, że wiatr pulsarowy odgrywa kluczową rolę w powstawaniu promieniowania w układach podwójnych i daje nowe narzędzia do badania interakcji między pulsarami a ich otoczeniem. To z kolei przyczynia się do lepszego zrozumienia ekstremalnych warunków fizycznych panujących wokół gwiazd neutronowych.
Naukowcy zapowiadają dalsze badania przejściowych pulsarów milisekundowych. Każda nowa obserwacja może przybliżyć nas do pełniejszego zrozumienia procesów zachodzących w tych fascynujących pozostałościach po kosmicznych eksplozjach.