Astronomi su, koristeći Esine svemirske opservatorije Integral i XMM Newton, uspeli da uhvate prelaznu fazu brzorotirajućeg „milisekundnog pulsara“ i to između emitovanja pulseva X-zraka i radio talasa.
Pulsari su rotirajuće magnetizovane neutronske zvezde, mrtva jezgra masivnih zvezda stvorena nakon dramatičnih eksplozija u vidu supernova. Tokom rotiranja, one puput svetionika izbacuju pulseve elektromangnetnog zračenja, sto puta u sekundi. Iz toga proizilazi da period rotacije neutronske zvezde može biti tek nekoliko milisekundi.
Pulsari su klasifikovani prema načinu na koji se generiše njihova emisija zraka. Na primer, radio pulsari se napajaju iz rotacije njihovih magnetnih polja dok pulsari X-zraka crpe energiju iz nagomilanog materijala povučenog sa prateće zvezde.
Po teoriji inicijalne spororotirajuće neutronske zvezde sa pratiocem male mase su se fromirale od materije iz akrecionog diska koji se hrani materojom sa pratioca. Kako materijal pada na neutronsku zvezdu on se zagreva i emituje X zrake.
Nakon otprilike jednu milijardu godina ovo taloženje materije na zvezdu se usporava i pulsar se ponovo pali ali sada kao radio-emiujući milisekundni pulsar.
Naučnici veruju da postoji neka međufaza tokom koje pulsari osciliraju napred-nazad između ova dva stanja nekoliko puta, mada do sada nije bilo direktnog dokaza koji ide u prilog ovoj tranzicionoj fazi.
Zahvaljujući udruženim snagama Esine svemirske opservatorije Intergral i XMM Newton, zajedno sa pratećim Nasinim opservatorijima i satelitima Swift i Chandra kao i zemaljskim radio-teleskopima, naučnici su konačno ulovili pulsar na delu prelaska iz jedne evolutivne faze u drugu.
„Potraga je konačno završena: sa našim otkrićem milisekundnog pulsara koji, u toku samo nekoliko nedelja prelazi iz jedne u drugu fazu, imamo onaj nedostajući link u evoluciji pulsara, kaže Aleksandar Papito, sa Instituta za svemirske nauke u Barseloni, Španija, koji ujedno i vodi istraživanje objavljeno ove nedelje u Prirodi (Nature).
Ovaj objekat, oznake IGR J18245-2452, identifikovan je 28. marta 2013. godine, pomoću opservatrojie Integral, u X-zracima i to u loptastom jatu M 28 koji se nalazi u sazveđu Strelac.
Osmatranja XMM Newton su odredila da rotirajući period pulsara iznosi 3.9 milisekunde, što dalje znači da se okreće oko svoje ose više od 250 puta svake sekunde, jasno ga identifikujući kao sjajni X-zračni milisekundni pulsar.
Upoređivanje njegovog perioda rotacije i drugih ključnih karakteristikih sa ostalim poznatim pulsarima u M28, pokazalo je apsolutno poklapanje sa onim pulsarem koji je posmatran 2006. ali samo u radio talasima.
„U to vreme, činilo se da je to još samo jedan milisekundni radio pulsar, ali sada je on sijao X-zracima što jasno znači da nije običan pulsar.“ dodaje dr. Papito.
Astronomi nastavljaju posmatranje objekta sa X-zračnim teleskopima ali su započeli i seriju istraživanja na radio talasima, tražeći nagoveštaj da će neki od pulsara ponovo promeniti svoju prirodu.
Ono što astronomi nisu očekivali je da će pulsar promeniti prirodu svog ponašanja u toku samo nekoliko nedelja.
„Bili smo uvereni da će promena nastati tek jednom u toku i preko milijardu godina evolucije tih sistema, ali u toku meseca, neutronska zvezda je oscilirala nazad – napred između X-zraka i radio pulsara, pokazujući da preokret može biti u ekstremno kratkim vremenskim intervalima“ kaže saradnik Enriko Bozo, sa Univerziteta u Ženevi, Švajcarska.
Uprkos pojavljivanju u mnogo bržim intervalima nego što je ranije zamišljano, karakteristika trasnformacije, za koju se smatra da se nalazi u interakciji između magnetnog polja pulsara i pritiska materijala koji pada na njega sa pratioca manje mase, i dalje se slaže sa postojećom teorijom.
Kada je priliv materije sa susedne zvezde intenzivniji, velika gustina materije sprečava emisiju radio talasa i pulsar je vidljiv jedino preko X-zraka emitovanih u toku zagrevanja nagomilane materije dok pada na pulsar.
Nasuprot tome, onda kada se stopa nagomilavanja smanji, magnetno polje pulsara se širi i potiskuje svu preostalu materiju dalje od pulsara, omogućavajući emisiju radio talasa.
Proučavajući podatke iz arhive, vezane posebno za ovaj pulsar, astronomi su pokazali da da ti ciklusi mogu da se ponavljaju u periodu od nekoliko godina.
„Otkriće ovog prelazećeg pulsara je okončalo decenijama dugu potragu za nekim takvim objektom i može nam pomoći da bolje razumemo evoluciju pulsara“ kaže Erik Kulkers, projektni saradnik ESE.
„Iako je trebalo puno vremena da se detektuje prvi pulsar, verujemo da su pulsari u takvom binarnom sistemu uglavnom slični, pa očekujemo da pronađemo njih više.“ dodaje Norbert Šartel, XMM Newton pri ESI.
|
Animation: European Space Agency (ESA) |
|
Ova animacija predstavlja evolucioni proces pulsara u njegovom prelazu između X-zračne i radio emisije. Pulsar (levo) je binarni sistem sa kompanjonom male mase (desno). Dva objekta orbitiraju oko zajedničkog centra gravitacije, a zbog jasnijeg objašnjenja to kretanje nije prikazano u animaciji) Na početku animacije, pulsar se okrgeče vrlo bzo emitujući dva uzana zraka radio talasa (pokazano u ljubičastom). Nakon nekoliko miliona godina ova rotacija postepeno opada. Konačno, gravitaciona privlačnost pulsara počinje da vuče materiju sa prateće zvezde. Pošto pulsar skuplja materijal preko akrecionog diska, njegov veliki uglovni momenar i njegova rotacija postaju ekstremno brzi ponovo. Za vreme akrecionog procesa, nagomilana materija visoke gustine može da se vidi jedino u X-zracima (pokazano kao širok, beli mlaz). Kada akreciona stopa opadne, magnetosfera pulsara se proširi gurajući materiju u prostor. Posledica toga je da emisija X zraka postaje slabija, dok se intenzivira radio emisija. Pulsar prelazi iz jednog u drugo stanje nekoliko puta tokom nekoliko stotina miliona godina sveg dok konačno ne uspori dovoljno da postane čist radio emitujući prulsar, a njegova prateća zvezda evoluiora u belog patuljka. |
Prevela:
Sandra Sara Maksimović
