Badania pulsarów milisekundowych w gromadach kulistych mają na celu znalezienie ich i zrozumienie, dlaczego niektóre z nich poruszają się samotnie.
Źródło: NASA, ESA, Tom M. Brown (STScI), Stefano Casertano (STScI), Jay Anderson (STScI)
Pulsary milisekundowe to jedne z najbardziej ekstremalnych obiektów we Wszechświecie. Badania pulsarów w gromadach kulistych mają na celu znalezienie tych szybko wirujących gwiazd i zrozumienie, dlaczego niektóre z nich latają samotnie, podczas gdy powinny być w parach.
Dynamiczne duety i występy solowe
Kiedy masywne gwiazdy wygasają, mogą pozostawić po sobie skompresowane jądra w postaci gwiazd neutronowych, które mieszczą około dwa razy więcej masy niż Słońce w kuli, która mogłaby zagnieździć się w najwęższym odcinku kanału La Manche. Pulsary to gwiazdy neutronowe, które wirują wyjątkowo szybko i mają silne pola magnetyczne, co prowadzi do wytwarzania wiązek emisji radiowej, które przesuwają się po niebie, gdy gwiazda wiruje.
Najbardziej ekstremalne pulsary to te, które wykonują każdy obrót w czasie krótszym niż 10 milisekund. Uważa się, że pulsary milisekundowe osiągają swoje rekordowe prędkości z pomocą przyjaciela, zaczynając jako wolniejsze rotatory, które zostały „rozkręcone” przez akrecję materii ze swojego towarzysza. Chociaż teoria ta wyjaśnia pochodzenie pulsarów milisekundowych, które zamieszkują układy podwójne, nie może ona wyjaśnić tych, które dryfują w przestrzeni kosmicznej samotnie. Aby dowiedzieć się, skąd pochodzą te samotne obiekty, musimy je najpierw znaleźć – a naukowcy naprowadzają nas na najlepsze miejsca do poszukiwań.
Poszukiwanie pojedynczych pulsarów
Spośród tysięcy znanych pulsarów w Drodze Mlecznej, niewielki, ale znaczący ułamek można znaleźć w gromadach kulistych: kulistych zgrupowaniach od dziesiątek tysięcy do milionów gwiazd na obrzeżach galaktyki. Ostatnie obserwacje sugerują, że gromady kuliste mogą być jednymi z najlepszych miejsc do znalezienia izolowanych pulsarów milisekundowych.
Korzystając z 500-metrowego radioteleskopu FAST, największego na świecie radioteleskopu o pojedynczej czaszy, Dejiang Yin (Uniwersytet w Guizhou) i jego współpracownicy udali się na poszukiwanie pulsarów w gromadzie kulistej NGC 6517. Poprzednie poszukiwania wykazały dziewięć pulsarów w NGC 6517, z których tylko jeden znajdował się w układzie podwójnym, co sugeruje, że gromada ta może być domem dla innych samotnych pulsarów.
Najlepsze miejsce do szukania
Na podstawie nowych obserwacji zespół Yina wyodrębnił charakterystyczne sygnały pulsacyjne z ośmiu pulsarów milisekundowych, z których wszystkie wydają się nie mieć binarnych towarzyszy. Dzięki tym nowym dodatkom NGC 6517 jest obecnie najbogatszą w pulsary gromadą kulistą dostępną dla FAST i trzecią co do wielkości ze wszystkich gromad kulistych Drogi Mlecznej. (Po przesłaniu tego artykułu badawczego zespół znalazł w swoich danych trzy kolejne pulsary, więc spodziewajmy się, że wkrótce usłyszymy więcej o populacji pulsarów NGC 6517).
Dlaczego NGC 6517 jest domem dla tak wielu samotnych pulsarów milisekundowych? Odpowiedzialna za to może być jej gęstość: NGC 6517 jest jedną z najgęściej upakowanych gromad kulistych w Drodze Mlecznej, co może oznaczać, że układy podwójne zawierające pulsary milisekundowe są bardziej narażone na rozerwanie w wyniku bliskich spotkań z innymi gwiazdami. Inne proponowane mechanizmy powstawania izolowanych pulsarów milisekundowych, takie jak fuzje gwiazd neutronowych, mogą być również powszechne w gęstych gromadach.
Zespół Yina przeprowadził modelowanie statystyczne NGC 6517 i innych gromad kulistych w Drodze Mlecznej, w których znajdują się pulsary. Odkryli, że szacowana liczba pulsarów w gromadzie jest zależna od prędkości ucieczki gromady, co skłoniło ich do zasugerowania, że gromady o dużej prędkości ucieczki – Messier 2, Messier 92, Liller 1, NGC 6388, NGC 2808, Messier 54 i Messier 75 – są najlepszymi miejscami do poszukiwań bardziej odizolowanych pulsarów milisekundowych.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
AAS
