Od ponad dwóch dekad astronomowie systematycznie śledzą tajemnicze źródła wysokoenergetycznych promieni gamma.
Jedno jednak pozostało niewykryte – najjaśniejsze niezidentyfikowane źródło promieniowania gamma w Drodze Mlecznej. Wydawało się, że pochodzi z układu podwójnego odległego o 2740 lat świetlnych, ale znaleziono tylko jedną gwiazdę.
Teraz astronomowie rozwiązali zagadkę i odkryli drugą gwiazdę, badając dane dotyczące promieniowania gamma z lat 2008-2018. Obie gwiazdy razem tworzą jeden z najdziwniejszych układów podwójnych, jakie kiedykolwiek widzieliśmy.
„Układ podwójny gwiazd i gwiazda neutronowa w jego sercu, obecnie znana jako PSR J1653-0158, ustanowiły nowe rekordy” – powiedział astronom Lars Nieder z Instytutu Alberta Einsteina w Hanowerze w Niemczech.
„Odkryliśmy galaktyczny taniec wagi superciężkiej z lekką: gwiazda neutronowa, której masa jest nieco ponad dwa razy większa od masy Słońca, jest niezwykle ciężka. Jego towarzysz ma około sześciokrotnie większą gęstość, ale tylko 1 procent masy naszego Słońca.
„Ta„ dziwna para ”obraca się co 75 minut, szybciej niż wszystkie znane porównywalne pliki binarne”.
Od 2009 roku uważano, że promienie gamma wykrywane przez system powinny być wytwarzane przez pulsar gamma. Następnie, w 2014 roku, obserwacje rentgenowskie i optyczne źródła promieniowania gamma odkryły gwiazdę zmienną z okresem 75 minut.
Była to maleńka gwiazda towarzysząca, a astronomowie uważali, że okres 75 minut odpowiada okresowi orbitalnemu, a druga gwiazda jest źródłem promieniowania gamma.
Druga gwiazda została uznana za pulsara. Jest to rodzaj szybko wirującej gwiazdy neutronowej, która podczas obrotu emituje promieniowanie ze swoich biegunów. Te wiązki są trochę jak latarnia morska, która miga (lub pulsuje) obok obserwatora z prędkością obrotu gwiazdy.
Jednak pulsar obraca się bardzo szybko, ponad 500 razy na sekundę. Pulsary milisekundowe wirują niezwykle szybko; to właśnie składa się na część „milisekundową” ich nazwy. Ale PSR J1653-0158 ma jedną z najwyższych prędkości obrotowych, jakie kiedykolwiek zaobserwowano w pulsarach.
Ponadto gwiazda ma bardzo słabe pole magnetyczne.
Satelita jest również dość dziwny, ponieważ ma niesamowicie niską masę. Zespół uważa, że jest to biały karzeł wykonany z helu, który został wchłonięty przez pulsara. Taki system jest znany jako system podwójny czarnej wdowy.
„Pozostałość karła krąży wokół pulsara w odległości 1,3 razy większej od odległości Ziemi od Księżyca w zaledwie 75 minut z prędkością ponad 700 kilometrów na sekundę” – powiedział Nieder.
“Ten niezwykły duet mógł powstać z niezwykle bliskiego układu podwójnego, w którym materia początkowo przepływała od gwiazdy towarzyszącej do gwiazdy neutronowej, zwiększając jej masę i powodując jej coraz szybszy obrót, jednocześnie osłabiając jej pole magnetyczne.”
Wizualizacja układu (na dole) na tle Ziemi i Księżyca (na górze). (Knispel / Clark / Max Planck Institute for Gravitational Physics / NASA).
Tę hipotezę potwierdzają badania grupy fal radiowych. Jeśli pulsar je emituje, nie możemy ich wykryć; może to być spowodowane tym, że system jest otoczony gęstą chmurą materii pochodzącą od gwiazdy karła. Promieniowanie gamma mogło przeniknąć przez tę chmurę, ale nie fale radiowe.
W każdym razie PSR J1653-0158 jest tylko drugim znalezionym pulsarem milisekundowym, który nie emituje żadnych wykrywalnych fal radiowych.
„W układach podwójnych, takich jak ten, który teraz odkryliśmy, pulsary nazywane są„ czarnymi wdowami ”, ponieważ podobnie jak pająki o tej samej nazwie zjadają swoich partnerów, że tak powiem” – powiedział Clarke.
“Pulsar wyparowuje swojego satelitę promieniowaniem, wypełniając układ gwiezdny plazmą nieprzeniknioną dla fal radiowych.”
Badanie zostało opublikowane w The Astrophysical Journal Letters.
