Pulsary jsou to, co zůstane, když hmotná hvězda podstoupí gravitační kolaps a exploduje v supernově. Tyto zbytky (také známé jako neutronové hvězdy) jsou extrémně husté, s několika hmotami Země nacpanými do prostoru o velikosti malé země. Mají také silná magnetická pole, díky nimž se rychle otáčejí a vydávají silné paprsky gama nebo rentgenových paprsků – což jim propůjčuje vzhled majáku.
V některých případech se pulsary otáčí obzvláště rychle a dokončení jedné rotace trvá pouze milisekundy. Tyto „milisekundové pulsary“ zůstávají pro astronomy zdrojem záhad. A poté, co navázali na předchozí pozorování, vědci pomocí Nízkofrekvenční pole (LOFAR) radioteleskop v Nizozemsku identifikoval pulsar (PSR J0952?0607), který se otáčí více než 42 000krát za minutu, což z něj činí druhý nejrychlejší pulsar, jaký byl kdy objeven.
Studie, která popisovala jejich zjištění, nazvaná „ LOFAR Objev nejrychleji rotujícího milisekundového pulsaru v galaktickém poli “, nedávno se objevil vThe Astrophysical Journal Letters. Pod vedením Dr. Ceese Bassy, astrofyzika z University of Utrecht a University of Utrecht Nizozemský institut pro radioastronomii (ASTRON), tým provedl následná pozorování PSR J0952?0607, milisekundového pulsaru nacházejícího se ve vzdálenosti 3200 až 5700 světelných let.
Pohled na celou oblohu ve světle gama paprsků pořízený vesmírným dalekohledem Fermiho gama paprsků. Poděkování: NASA/DOE/International LAT Team
Tato studie byla součástí probíhajícího průzkumu LOFAR energetických zdrojů původně identifikovaných NASA Fermiho gama kosmický dalekohled . Účelem tohoto průzkumu bylo rozlišit mezi zdroji gama záření detekovanými Fermi, které mohly být způsobeny neutronovými hvězdami, pulsary, supernovami nebo oblastmi kolem černých děr. Jak vysvětlila Elizabeth Ferrara, členka objevitelského týmu v Goddardově vesmírném středisku NASA Tisková zpráva NASA :
„Zhruba třetina zdrojů gama záření nalezených Fermim nebyla detekována na jiných vlnových délkách. Mnohé z těchto nesouvisejících zdrojů mohou být pulsary, ale často potřebujeme následnou kontrolu od rádiových observatoří, abychom pulsy detekovali a dokázali to. Při jejich lovu existuje skutečná synergie napříč extrémními konci elektromagnetického spektra.'
Jejich následná pozorování ukázala, že tento konkrétní zdroj byl pulsar, který se otáčí rychlostí 707 otáček (Hz) za sekundu, což znamená 42 000 otáček za minutu. To z něj podle definice dělá milisekundový pulsar. Tým také potvrdil, že je to asi 1,4 hmotnosti Slunce a každých 6,4 hodiny obíhá doprovodná hvězda, která byla zkrácena na méně než 0,05 hmotnosti Jupiteru.
Přítomnost tohoto lehkého společníka je dalším ukazatelem toho, jak se rotace tohoto pulsaru stala tak rychlou. Postupem času by se hmota z hvězdy stáhla a postupně narůstala na PSR J0952?0607. To by nejen zvýšilo jeho rychlost otáčení, ale také by výrazně zvýšilo jeho elektromagnetické emise. Tento proces pokračuje dodnes, přičemž hvězda je čím dál tím menší, jak se pulsar stává energetičtějším.
Umělecký dojem pulsaru nasávajícího materiál z doprovodné hvězdy. Kredit: NASA
Kvůli povaze tohoto vztahu (který lze popsat pouze jako „kanibalistický“) jsou systémy jako PSR J0952?0607 často nazývány pulzary „black widow“ nebo „redback“. Většina z těchto systémů byla nalezena sledováním zdrojů identifikovaných misí Fermi, protože je známo, že tento proces vede k uvolnění značného množství elektromagnetického záření.
Kromě objevu tohoto rekordního pulsaru by objev LOFAR mohl být také známkou toho, že v našem vesmíru existuje nová populace ultrarychle rotujících pulsarů. Jako Dr. Bassa vysvětlil :
„LOFAR zachytil pulsy z J0952 na rádiových frekvencích kolem 135 MHz, což je asi o 45 procent méně než nejnižší frekvence konvenčního rádiového vyhledávání. Zjistili jsme, že J0952 má strmé rádiové spektrum, což znamená, že jeho rádiové pulsy při vyšších frekvencích velmi rychle slábnou. Bylo by těžké to najít bez LOFAR.“
Nejrychleji rotující známý pulsar, PSR J1748-2446ad, se otáčí jen o něco rychleji než PSR J0952?0607 – dosahuje rychlosti téměř 43 000 otáček za minutu (nebo 716 otáček za sekundu). Někteří teoretici si ale myslí, že pulsary by se mohly před rozpadem otáčet rychlostí až 72 000 otáček za minutu (téměř dvakrát rychleji). To zůstává teorií, protože rychle rotující pulsary je poměrně obtížné odhalit.
Ale s pomocí nástroje jako LOFAR by se to mohlo změnit. Ukázalo se například, že oba PSR J1748-2446ad a PSR J0952?0607 mají strmá spektra – podobně jako rádiové galaxie a Aktivní galaktická jádra . Totéž platilo pro J1552+5437, další milisekundový pulz detekovaný LOFAR, který se točí rychlostí 25 000 ot./min.
Jak naznačil Ziggy Pleunis – doktorand na McGill University v Montrealu a spoluautor studie – mohlo by to být známkou toho, že nejrychleji se točící pulsary teprve čekají na své objevení.
'Přibývá důkazů, že nejrychleji rotující pulsary mívají nejstrmější spektra,' řekl řekl . 'Protože vyhledávání LOFAR je citlivější na tyto rádiové pulsary se strmým spektrem, můžeme zjistit, že ve skutečnosti existují ještě rychlejší pulsary a průzkumy na vyšších frekvencích je přehlédly.'
Stejně jako v mnoha jiných oblastech astronomického výzkumu umožňuje zlepšení přístrojového vybavení a metodologie nové a vzrušující objevy. Jak se dalo očekávat, některé z věcí, které nacházíme, nutí astronomy přehodnotit více než několik dříve zastávaných předpokladů o povaze a limitech určitých jevů.
Určitě si vychutnejte toto video NASA, které vysvětluje pulsary „černé vdovy“ a probíhající hledání je:
Další čtení: NASA , Astrophysical Journal Letters