A valaha volt leglassúbb neutroncsillag a kozmikus temetőben található

Egy nemzetközi tudóscsoport szerint egy „csillagtemetőből” érkező szokatlan pulzáló rádiójel bizonyíték lehet a neutroncsillagok új osztályára. A pulzárjel egy 53 millió éves neutroncsillagtól származik, amely 76 s -onként forog – így ez a valaha megfigyelt leglassabban forgó neutroncsillag. A csillag a PSR J0901-4046 jelölést kapta, és megtalálta a Szurikáta rádióteleszkóp Dél-Afrikában.

A neutroncsillag egy olyan objektum, amelynek tömege hasonló a Naphoz, de a gravitáció körülbelül 20 km átmérőjére nyomta össze. A szögimpulzus megmarad, ha a csillag összenyomódik, ami azt jelenti, hogy a csillag forgási sebessége növekszik – hasonlóan ahhoz, ahogyan egy forgó műkorcsolyázó felgyorsul, amikor behúzza a karját.

A forgó neutroncsillagokról köztudott, hogy rádióhullámokat sugároznak, amelyek impulzusként jelennek meg a földi megfigyelők számára. A rádiósugárzási folyamatot a csillag forgása hajtja, és ez az energiaátadás végül lelassítja a forgást addig a pontig, ahol a kibocsátás várhatóan leáll.

Váratlan lüktetések

„A felfedezésben az a meglepő, hogy a neutroncsillagok temetőjében található. Ez teszi különlegessé” – magyarázza Manisha Caleb a Sydney Egyetemen, aki a projekt vezető kutatója volt. „Nem számítunk rádiólökésekre ebben a régióban. Ez a felfedezés egy egész feltáratlan régiót nyitott meg, ahol korábban nem kerestünk neutroncsillagokat.”

„Ez az eddigi leglassabb ismert neutroncsillag” – teszi hozzá Caleb, egy cikk vezető szerzője Természet csillagászat  ami leírja a felfedezést. "Maga az a tény, hogy rádióhullámokat bocsát ki, megkérdőjelezi a neutroncsillagok öregedésének alulértékelését."

A korábban észlelt leglassabb neutroncsillag periódusa 23.5 s, ami azt jelenti, hogy ez az új lelet körülbelül háromszor lassabb. Úgy tűnik, hogy a PSR J0901–4046 legalább hét különböző impulzustípussal rendelkezik, amelyek közül néhány erősen periodikus. Az impulzustípusok ilyen sokfélesége a kutatók szerint olyan, amit korábban soha nem tapasztaltak.

Kváziperiodikus impulzusok

„Egyetlen másik ismert neutroncsillag sem mutat ilyen változatosságot. A „kváziperiodikus” impulzustípus a neutroncsillag szeizmikus rezgésének vagy oszcillációjának tudható be – amelyek fontos támpontok lehetnek az ezeket a kitöréseket előidéző ​​emissziós mechanizmusokhoz” – mondja Caleb. „Ez a neutroncsillagok új osztályának kezdete. Hogy ez hogyan kapcsolódik-e más osztályokhoz, azt még fel kell tárni.”

Caleb, korábban a Manchesteri Egyetem munkatársa elmagyarázza, hogy a megfigyelés több, mint egy kis szerencsével járt. "Az a tény, hogy a forrás csak a forgási periódus körülbelül 0.5%-ában van bekapcsolva, azt jelenti, hogy nagyon szerencsések voltunk, hogy a nyaláb metszi a Földet" - mondta. „Lehet, hogy hiányzik nekünk ezeknek az objektumoknak egy egész populációja, amelyekről eddig nem is tudtuk, hogy léteznek.”

"A pulzárok olyan neutroncsillagok, amelyek mágneses pólusaiból sugárnyalábok jönnek ki, amelyek forgásuk közben végigsöpörnek a Földön, így a csillagászok szabályos impulzusok sorozataként észlelhetik őket" Természet csillagászat papír és az Oxfordi Egyetem asztrofizikusa, Ian Heywood, elmondta Fizika világ. „Rádióteleszkópok segítségével rendkívül pontosan időzíthetjük az ilyen neutroncsillagok forgását, így a pulzárok rendkívül véletlenszerű erőforrásokká válnak az asztrofizika és az alapvető fizika számos aspektusának teszteléséhez.”

Véletlen és alapvető

Heywood hozzáteszi, hogy két alapvető dolog, amit a kutatók megfigyelhetnek a neutroncsillagokkal kapcsolatban, a forgásuk sebessége és a forgás lassulásának sebessége.

"A neutroncsillagokkal kapcsolatos elméletek azt jósolják, hogy e két érték bizonyos kombinációi esetén a rádiósugárzás leáll, és a sugarak eltűnnek" - mondja. „Az a tény, hogy ebből az objektumból ilyen hosszú forgási periódusú rádiósugárzást látunk, megkérdőjelezi néhány elméletet.”

Heywood rámutat, hogy a PSR J0901–4046 forgási sebessége és lassulása  – „technikailag paramétertérként” emlegetve  – újdonságként jelöli meg.

„A pulzáló neutroncsillagok különböző osztályai a paramétertér meglehetősen eltérő régióit foglalják el, és ez a felfedezés olyan régiók felé tolódik el, amelyek nem tartalmaznak egyetlen ismert neutroncsillag-osztályt sem” – magyarázza Heywood. „Talán nem egy új neutroncsillag-osztályról van szó, hanem a jelenlegi ismert populációról való ismereteink hiányosak. Akárhogy is, ez a felfedezés megkérdőjelezi az ilyen típusú objektumok megértését.”

A kutatók azt mondják, hogy a MeerKAT adatainak teljes kihasználásával, valamint a távcső MeerTRAP és ThunderKAT projektjeinek megfigyelési technikáinak kombinálásával remélik, hogy további objektumok, például a PSR J0901–4046 után is kereshetnek.

„Ha több ilyen neutroncsillagot találunk, ez létfontosságú lehet a galaktikus neutroncsillagok populációjának megértéséhez” – összegzi Caleb.