Nevtronske zvezde so eden najbolj fascinantnih astronomskih objektov v znanem vesolju. Poleg tega, da so najgostejša vrsta zvezd (z možno izjemo zvezd kvarkov), je bilo znano tudi, da tvorijo binarne pare z masivnimi zvezdami. Do danes je bilo odkritih le 39 takšnih sistemov, še manj pa jih je bilo odkritih, ki so bili sestavljeni iz masivne zvezde in nevtronske zvezde gama žarkov z zelo visoko energijo (VHE).
Do danes sta bila najdena le dva od teh sistemov, od katerih je bil drugi odkriti pred le nekaj leti s strani skupine mednarodnih astronomov, znanih kot Zelo energičen sistem teleskopa za slikanje sevanja (VERITAS) sodelovanje. Poleg tega, da je bilo odkritje redka najdba, je bilo odkritje tudi zelo posrečeno, saj se nenavadno vedenje, ki so ga opazili iz tega sistema, ponovi šele leta 2067.
Preprosto povedano, nevtronske zvezde so gosti ostanki zvezde, ki je eksplodirala v supernovi in za seboj pustila izjemno gost, kompakten objekt, ki se hitro vrti. To povzroči, da nevtronska zvezda ustvari močna magnetna polja, ki usmerijo njeno sevanje v tesen žarek, ki je videti kot svetilnik, če ga gledamo z roba. Ko se ti žarki sekajo z Zemljo, lahko astronomi zaznajo te impulze na radijskih in drugih valovnih dolžinah.
Umetnikov vtis eksotičnega dvojnega predmeta, ki ga sestavlja drobna nevtronska zvezda, ki kroži okoli masivnejše zvezde. Zasluge: ESO/L. Calçada
Ker je za masivne zvezde običajno, da tvorijo binarne pare, ni presenetljivo, da imajo nekateri pulzarji spremljevalca v orbiti, ki je preživela svojega partnerja v supernovi. Prav tako je običajno, da imajo ti sistemi diske naplavin, na katere vpliva hitro vrteči se pulsar. Ko sevanje trči v naplavine, ustvari nabite delce, ki jih je mogoče pospešiti skoraj do svetlobne hitrosti, kar povzroči zelo visokoenergijske (VHE) žarke gama.
Z uporabo štirih 12 m teleskopov na Observatorij Fred Lawrence Whipple , ki ga upravlja Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO), je sodelovanje VERITAS začelo slediti temu, kar naj bi bil sistem pulzarja z gama žarki VHE, že leta 2016. Ta vir se nahaja v ogromnem zvezdnem vrtcu približno 5000 svetlobnih let od Zemlje v smeri oz Ozvezdje Laboda .
S pomočjo ekipe astronomov, ki je uporabila dva 17 m Glavno atmosfersko gama slikanje Čerenkov (MAGIC) teleskopi (nahajajo se na Observatorij El Roque de Los Muchachos na Kanarskih otokih) je ekipa ugotovila, da ima pulsar ogromno zvezdno spremljevalko, ki je obkrožila vsakih 50 let v izjemno eliptični orbiti. Ekipi sta tudi izračunali, da bodo zvezde na najbližjih točkah v svoji orbiti do 13. novembra 2017 in ne bodo več do leta 2067.
Direktorji sodelovanja VERITAS so pred tem sodelovali z drugimi astronomi, da bi spremljali ta sistem pred, med in po njegovem najbližjem približevanju. S štirimi teleskopi Observatorija Fred Lawrence Whipple so zaznali gama žarke iz izjemno kratkih utripov Čerenkovega sevanja, ki se pojavijo na nebu, ko jih absorbira zemeljska atmosfera.
Začetna opazovanja, opravljena leta 2016, so pokazala šibke emisije gama žarkov, ki so bile skladne z dejstvom, da je binarni sistem vgrajen v zvezdni vrtec. 'Ta nizka, enakomerna emisija je najverjetneje iz meglice, ki jo nenehno poganja pulsar,' je rekel Ralph Bird, podoktorski raziskovalec na kalifornijski univerzi v Los Angelesu, ki je imel vodilno vlogo v kampanji VERITAS.
Znanstveniki so zato čakali, da zvezde dosežejo najbližjo točko v svoji orbiti, da bi videli, ali bo prišlo do kakšne spremembe. Po navedbah Alicia López Oramas, raziskovalka z MAGIC na Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) in eden od ustreznih avtorjev študije, 'je pričakovano, da bo tak edinstven sistem med tem pristopom oddajal zelo visokoenergijske žarke gama, in te priložnosti ni bilo mogoče zamuditi.'
Do septembra so se stvari začele drastično spreminjati. Kot je povedal Tyler Williamson, podiplomski študent z Oddelka za fiziko in astronomijo Univerze v Delawareju in še en ključni sodelavec VERITAS, navedeno :
»Tok gama žarkov, ki smo ga opazili septembra, je bil dvakrat večji od prejšnje vrednosti. Med najbližjim približevanjem zvezde in pulsarja, novembra 2017, se je tok v samo eni noči povečal 10-krat.
Da bi pojasnili to vedenje, je ekipa s svojimi opazovanji uskladila teoretične modele, ki temeljijo na najnovejših teorijah o pulsarjih, diskih naplavin in posledičnih emisijah. To se je izkazalo za neuspešno, zaradi česar so sklenili, da so potrebne pomembne revizije, ki vključujejo boljše informacije o srečanju med obema zvezdama.
Dva teleskopa MAGIC Cherenkov na observatoriju Roque de los Muchachos bosta potekala v La Palmi. Zasluge: IAC
Skratka, potrebnih je več opazovanj tega binarnega para, preden se lahko izvede ustrezno modeliranje. To ni presenetljivo, saj je ta sistem šele drugi primer binarnega pulzarskega sistema, ki kaže emisijo gama žarkov VHE. Kljub temu so bila opažanja, ki sta jih zbrali obe skupini, neprecenljiva, glede na to, da so bile vse prejšnje razlage o obnašanju binarnih pulzarjev gama žarkov VHE špekulacije.
V prihodnjih letih nameravajo znanstveniki nadaljevati z opazovanjem tega in drugih pulsarjev, da bi spremljali eksotično vedenje, ki prihaja iz te ekstremne vrste predmeta. In če bo mogoče razviti ustrezne modele za ta sistem, bo to za znanstvenike izjemno koristno, saj bo ponudil vpogled v rojstvo in evolucijo kompaktnih objektov – od pulsarjev do sistemov binarnih črnih lukenj.
Kot Wystan Benbow, astrofizik pri CfA, navedeno , 'nadaljnje vlaganje v delovanje edinstvenih, vodilnih objektov, kot je VERITAS, je ključnega pomena in bo zagotovilo nadaljnje priložnosti za doseganje transformativne znanosti.'
Sodelovanje VERITAS je skupina 80 znanstvenikov iz 20 institucij s sedežem v ZDA, Kanadi, Nemčiji in na Irskem. Študija, ki opisuje njihove ugotovitve, se je pred kratkim pojavila v Astrophysical Journal Letters . The Observatorij Fred Lawrence Whipple upravlja Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO).
Nadaljnje branje: CfA
