pulzary; čierna vdova; požiera svojich partnerov
„Základnou črtou binárnych súborov čiernej vdovy a redbacku je to, že umiestnia normálnu, ale veľmi malú hmotnú hviezdu do bezprostrednej blízkosti (rýchlo sa otáčajúceho) pulzaru, čo má pre hviezdu katastrofálne následky,“ uviedol Roger Romani, člen Kavliho inštitút pre časticovú astrofyziku a kozmológiu, ústav prevádzkovaný v spolupráci so Stanfordom a SLAC National Accelerator Laboratory.
Doteraz astronómovia našli v Mliečnej ceste najmenej 18 čiernych vdov a deväť redbackov a vo vnútri hustých guľových hviezdokôp obiehajúcich okolo našej galaxie boli objavení ďalší členovia každej triedy. Hlavný rozdiel medzi nimi je v tom, že čierne vdovské systémy obsahujú hviezdy, ktoré sú menšie aj oveľa menšie ako hviezdy v redbackoch.
Spider náramky
Keď masívna hviezda exploduje ako supernova, rozdrvené jadro, ktoré po sebe zanechá - neutrónová hviezda - stlačí hmotu väčšiu ako Slnko do gule nie väčšej ako Washington, DC.
"Izolované mladé neutrónové hviezdy rotujú niekoľko tisíc krát za minútu a vyžarujú lúče rádiových vĺn, viditeľného svetla, röntgenových lúčov a lúčov gama žiarenia. Generujú silné výpary alebo" vetry "vysokoenergetických častíc. Sila na to všetko pochádza z rýchlo rotujúceho magnetického poľa neutrónovej hviezdy Postupom času, keď sa osamelé pulzary otáčajú pomalšie, ich emisie klesajú.
Pred tridsiatimi dvoma rokmi astronómovia objavili novú a oveľa rýchlejšiu triedu pulzarov. Tieto neutrónové hviezdy rotujú úžasnou rýchlosťou až 43 000 otáčok za minútu. Dnes je katalogizovaných viac ako 300 takzvaných milisekundových pulzarov.
Aj keď sa mladé pulzary zvyčajne javia izolované, viac ako polovica milisekundových pulzarov má hviezdneho partnera, čo naznačuje, že interakcia s normálnou hviezdou môže spôsobiť, že sa neutrónová hviezda bude točiť rýchlejšie. Ale keď milisekundové pulzary dostali, izolovali svoju hybnosť?
Zoznámte sa s čiernymi vdovami a ich príbuznými
„Vysokoenergetická emisia a vietor z pulzarov majú hlavný vplyv na zahriatie a odstránenie normálneho hviezdneho materiálu a za milióny až miliardy rokov môže pulzar spáliť celú hviezdu,“ uviedla astrofyzička Alice Hardingová z Goddardovho vesmírneho centra NASA v Greenbelte v štáte Maryland. . „Tieto systémy môžu úplne spotrebovať svoje spoločenské hviezdy a veríme, že takto vznikli milisekundové pulzary.“.
Pre astronómov je vzrušujúcim aspektom systémov čiernej vdovy a redbacku príležitosť sledovať, ako hviezdny spoločník prijíma energiu z pulzaru. Hviezda koniec koncov slúži ako kozmetické zrkadlo, ktoré mimoriadne podrobne ukazuje emisie pulzaru.
J1311
Gama kozmický ďalekohľad Fermi, ktorý obieha okolo Zeme, vyniká pri detekcii milisekundových impulzov s doteraz objavenými viac ako štyrmi desiatkami. Pulsary sú vo Fermiho ďalekohľade zvýraznené ako výrazné zdroje gama žiarenia, ale nájsť ich impulzy v dátach zhromaždených Fermi je mimoriadne ťažké, ak neviete viac o systéme. Následné pozorovania pomocou rádioteleskopov sú zvyčajne prvé, ktoré zachytia skutočné pulzácie a poskytnú potvrdenie, že objekt je skutočne pulzar. Vďaka lepšej synchronizácii a zvýšeniu presnosti parametrov umožnili rádiové štúdie vedcom spoločnosti Fermi „extrahovať“ impulzy gama lúčov z údajov zhromaždených spoločnosťou Fermi.
Keď rómčina začala skúmať zdroj impulzov nájdený Fermim, teraz známym ako PSR J1311-3430 (skrátene J1311), vizualizoval si systém vo viditeľnom svetle. Odhalila slabú hviezdu, ktorá mení farbu z tmavomodrej na tmavočervenú - pre hviezdy horúcu a studenú - každú hodinu a pol. Rómka dospela k záveru, že hviezda sledovala obežnú dráhu a bola intenzívne ohrievaná kompaktným objektom, pravdepodobne pulzarom, a naznačila, že systém je novou čiernou vdovou.
Jeho merania naznačujú, že tvár hviezdy otočená k pulzaru je zahriata na viac ako 21 000 stupňov Fahrenheita, čo je viac ako dvakrát horšie ako na povrchu Slnka. Studená červená časť odhaľuje skutočnú farbu umierajúcej hviezdy a vyžaruje sa pri teplote 5000 stupňov Fahrenheita alebo menej. Z týchto teplôt vedci odhadujú, že hmotnosť spoločníka je 12 až 17-krát väčšia ako hmotnosť Jupitera.
Holger Pletsch z Inštitútu Alberta Einsteina v nemeckom Hannoveri viedol medzinárodný tím v snahe „česať“ údaje zhromaždené počas štyroch rokov vo Fermi LAT pri hľadaní gama lúčov na J1311. Orbitálne informácie zistené rómskou prácou významne zúžili hľadanie, ale neznáme parametre pulzaru stále nechávajú preskúmať 100 miliónov miliárd kombinácií. Vyzbrojení novou a efektívnejšou metódou však zistili milisekundový pulzar, ktorý sa otáča 300-krát za sekundu - viac ako 23 000 otáčok za minútu.
J1311 je prvý milisekundový pulzar, ktorý bol kedy detekovaný iba pomocou gama lúčov.
J1311 a ďalšie binárne systémy s čiernou vdovou alebo redbackom ponúkajú jedinečné prírodné laboratóriá na dôkladné štúdium pulzarov prostredníctvom katastrofálnych účinkov na ich partnerov, ktoré sú narušené prílivovou príťažlivosťou neutrónovej hviezdy, osvetlenej gama lúčmi, bombardovanými časticami zrýchlenými na rýchlosť blízku rýchlosti svetla a v sa nakoniec vyparil na rozpad kozmických rozmerov.