Pulsarji so tisto, kar ostane, ko ogromna zvezda doživi gravitacijski kolaps in eksplodira v supernovi. Ti ostanki (znani tudi kot nevtronske zvezde) so izjemno gosti, z več zemeljskimi masami, strnjenimi v prostor velikosti majhne države. Imajo tudi močna magnetna polja, zaradi katerih se hitro vrtijo in oddajajo močne žarke gama ali rentgenskih žarkov – kar jim daje videz svetilnika.
V nekaterih primerih se pulsarji vrtijo še posebej hitro in trajajo le milisekunde za dokončanje ene same rotacije. Ti 'milisekundni pulsarji' ostajajo vir skrivnosti za astronome. In po spremljanju prejšnjih opazovanj so raziskovalci uporabili Nizkofrekvenčni niz (LOFAR) radijski teleskop na Nizozemskem je odkril pulzar (PSR J0952?0607), ki se vrti več kot 42.000-krat na minuto, zaradi česar je drugi najhitrejši pulzar, ki so ga kdaj odkrili.
Študija, ki opisuje njihove ugotovitve, z naslovom ' LOFAR Odkritje najhitreje vrtečega se milisekundnega pulsarja v galaktičnem polju «, se je pred kratkim pojavila vThe Astrophysical Journal Letters. Vodi dr. Cees Bassa, astrofizik z Univerze v Utrechtu in Nizozemski inštitut za radijsko astronomijo (ASTRON), je ekipa izvedla nadaljnja opazovanja PSR J0952?0607, milisekundnega pulsarja, ki se nahaja od 3200 do 5700 svetlobnih let.
Pogled vsega neba v svetlobi žarkov gama, narejen z vesoljski teleskopom Fermi z gama žarki. Zasluge: NASA/DOE/Mednarodna ekipa LAT
Ta študija je bila del tekoče raziskave LOFAR o energetskih virih, ki jih je prvotno identificirala NASA Vesoljski teleskop Fermi z gama žarki . Namen te raziskave je bil razlikovati med viri gama žarkov, ki jih je odkril Fermi, ki bi jih lahko povzročile nevtronske zvezde, pulsarji, supernove ali območja okoli črnih lukenj. Kot je pojasnila Elizabeth Ferrara, članica skupine za odkrivanje v Nasinem vesoljskem centru Goddard. Sporočilo za javnost NASA :
'Približno tretjina virov gama žarkov, ki jih je našel Fermi, ni bila zaznana na drugih valovnih dolžinah. Mnogi od teh nepovezanih virov so lahko pulzarji, vendar pogosto potrebujemo spremljanje radijskih observatorijev, da zaznamo impulze in to dokažemo. Pri lovu nanje obstaja resnična sinergija na skrajnih koncih elektromagnetnega spektra.'
Njihova nadaljnja opažanja so pokazala, da je bil ta vir pulsar, ki se vrti s hitrostjo 707 vrtljajev (Hz) na sekundo, kar doseže 42.000 vrtljajev na minuto. Zaradi tega je po definiciji milisekundni pulsar. Ekipa je tudi potrdila, da gre za približno 1,4 sončne mase in da jo vsakih 6,4 ure kroži spremljevalna zvezda, ki je bila zmanjšana na manj kot 0,05 mase Jupitra.
Prisotnost tega lahkega spremljevalca je nadaljnji pokazatelj, kako je postalo vrtenje tega pulzarja tako hitro. Sčasoma bi se snov odstranila z zvezde in se postopoma naraščala na PSR J0952?0607. To ne bi samo povečalo hitrosti vrtenja, ampak bi tudi močno povečalo njegove elektromagnetne emisije. Proces se nadaljuje vse do danes, zvezda postaja vse manjša, ko pulzar postaja vse bolj energičen.
Umetnikov vtis pulsarja, ki črpa material iz spremljevalne zvezde. Zasluge: NASA
Zaradi narave tega razmerja (ki ga lahko opišemo le kot 'kanibalističnega') se sistemi, kot je PSR J0952?0607, pogosto imenujejo 'črna vdova' ali 'rdečebni' pulsarji. Večino teh sistemov so odkrili s spremljanjem virov, ki jih je identificirala misija Fermi, saj je znano, da proces povzroči sproščanje precejšnje količine elektromagnetnega sevanja.
Poleg odkritja tega rekordnega pulsarja bi lahko odkritje LOFAR tudi kazalo, da je v našem vesolju nova populacija ultra hitrih vrtečih se pulsarjev. Kot dr. Bassa pojasnil :
»LOFAR je ujel impulze iz J0952 na radijskih frekvencah okoli 135 MHz, kar je približno 45 odstotkov nižje od najnižjih frekvenc običajnih radijskih iskanj. Ugotovili smo, da ima J0952 strm radijski spekter, kar pomeni, da njegovi radijski impulzi zelo hitro izginejo pri višjih frekvencah. Brez LOFARja bi ga bilo težko najti.'
Najhitreje vrteči se pulsar, PSR J1748-2446ad, se vrti le nekoliko hitreje kot PSR J0952?0607 – in doseže hitrost skoraj 43.000 vrt/min (ali 716 vrtljajev na sekundo). Toda nekateri teoretiki menijo, da bi se pulsarji lahko vrteli kar 72.000 vrt/min (skoraj dvakrat hitreje), preden se razpadejo. To ostaja teorija, saj je hitro vrteče se pulzarje precej težko zaznati.
Toda s pomočjo instrumenta, kot je LOFAR, bi se to lahko spremenilo. Na primer, pokazalo se je, da imata tako PSR J1748-2446ad kot PSR J0952?0607 strm spekter – podobno kot radijske galaksije in Aktivna galaktična jedra . Enako je veljalo za J1552+5437, še en milisekundni pular, ki ga je zaznal LOFAR in se vrti pri 25.000 vrt/min.
Kot je navedel Ziggy Pleunis – doktorski študent na univerzi McGill v Montrealu in soavtor študije – je to lahko znak, da najhitreje vrteči se pulsarji le čakajo, da jih najdejo.
'Vedno je dokazov, da imajo najhitreje vrteči se pulzarji ponavadi najstrmejši spekter,' je rekel . 'Ker so iskanja LOFAR bolj občutljiva na te radijske pulsarje s strmim spektrom, lahko ugotovimo, da dejansko obstajajo še hitrejši pulsarji in so jih raziskave na višjih frekvencah spregledale.'
Kot pri mnogih drugih področjih astronomskih raziskav tudi izboljšave instrumentov in metodologije omogočajo nova in vznemirljiva odkritja. Kot je bilo pričakovano, nekatere stvari, ki jih odkrivamo, prisilijo astronome, da ponovno premislijo več kot nekaj prej veljavnih predpostavk o naravi in mejah določenih pojavov.
Ne pozabite uživati v tem NASA-jevem videoposnetku, ki pojasnjuje pulsarje 'črne vdove' in njihovo nenehno iskanje:
Nadaljnje branje: NASA , Astrophysical Journal Letters