Egy nemzetközi kutatócsoport furcsa rádiósugárzást kibocsátó neutroncsillagot fedezett fel, amely extrém lassan forog: mindössze 76 másodpercenként fordul meg a tengelye körül.

A felfedezés a kutatók szerint azért is egyedülálló, mert az objektumot egy neutroncsillag-temetőben találták, ahol már egyáltalán nem várhatjuk, hogy rádiósugárzást fogunk észlelni. A MeerKAT rádiótávcsővel tett felfedezésről a kutatók a Nature Astronomy című lapban számoltak be.

Illusztráció a 76 másodperces pulzárról (lila) és más gyorsan forgó forrásokról. (Forrás: Danielle Futselaar, artsource.nl)

A forrást egyetlen impulzus alapján fedezték fel a MeerTRAP műszerrel, miközben egy másik csapat a ThunderKAT projekt keretében képalkotó megfigyeléseket végzett. A két kutatócsoport ezután együtt dolgozott a forrás eredetének megfejtésén. A két csapat adatainak egyesítésével lehetővé vált a jelek megerősítése, és a forrás pontos helyzetének meghatározása, ami pedig részletesebb utánkövetéses vizsgálatokat tett lehetővé.

A neutroncsillagok nagy tömegű csillagok szupernóva-robbanásának maradványai. Mivel forognak, az általuk kibocsátott rádiósugárzást olyan rendszeres impulzusokként észleljük, mintha egy kozmikus világítótorony jelzései lennének. Jelenleg nagyjából 3000 ilyen objektumot ismerünk a saját galaxisunkban. A most felfedezett égitesthez hasonlót azonban még sosem láttunk. A kutatók úgy gondolják, hogy a rendkívül erős mágneses térrel rendelkező, nagyon hosszú periódusú magnetárok osztályába tartozhat.

„Elképesztő módon csupán a forgási periódus 0,5%-ában észlelünk rádiósugárzást a forrásból.” – mondja Dr. Manisha Caleb (University of Sydney), a kutatás vezetője. „Eszerint egy apró véletlennek köszönhető, hogy a sugárnyaláb épp a Föld felé indult. Nagyon is elképzelhető, hogy még rengeteg hasonlóan lassan forgó forrás van a galaxisunkban, ami fontos következtetéseket enged tennünk a neutroncsillagok születésével és öregedésével kapcsolatban. A pulzárkutatások többsége nem keres ilyen lassú forrásokat, ezért fogalmunk sincs, hogy hány lehet még belőlük. Jelen esetben a forrás elég fényes volt ahhoz, hogy észleljük az egyes impulzusokat a MeerKAT teleszkóp MeerTRAP műszerével.”

A most felfedezett PSR J0901-4046 jelű neutroncsillag a pulzárokra, az ultrahosszú periódusú magnetárokra, sőt a gyors rádiókitörésekre jellemző tulajdonságokkal is bír. Míg a kibocsátott rádiósugárzás pulzárra utal, a kaotikus szubpulzus komponensek és az impulzusok polarizációja a magnetárokra jellemző.

Bár a PSR J0901-4046 forgási ideje talán jobban megfelel egy fehér törpéének, amely egy másik, kevésbé extrém csillagmaradvány, de a kutatók erre nem látnak más hullámhosszokon bizonyítékot. Egyelőre nem tudjuk, hogy a forrás mennyi ideje sugároz rádió tartományban. A galaxis egy alaposan vizsgált részén fedezték fel, de a rádiótartományban végzett felmérések általában nem keresnek ilyen hosszú periódusú objektumokat, vagyis olyan impulzusokat, amelyek néhányszor tíz milliszekundumnál tovább tartanak.

„Ennek a neutroncsillagnak a rádiósugárzása semmihez sem hasonlít, amit korábban láttunk.” – magyarázta Ben Stappers (MeerTRAP). „Körülbelül 300 ezredmásodpercen át figyelhetjük meg, ami sokkal hosszabb, mint a többi rádiósugárzást kibocsátó neutroncsillag esetében. Úgy tűnik, hogy legalább 7 különböző impulzustípust látunk, amelyek közül néhány határozott periodicitást mutat, ami a neutroncsillag szeizmikus rezgéseiként értelmezhető. Ezek az impulzusok fontos betekintést nyújtanak számunkra ezeknek a forrásoknak az emissziós mechanizmusába.”

„A felfedezést a MeerKAT érzékenysége, a MeerTRAP kifinomult kutatási módszere és az tette lehetővé, hogy képesek vagyunk szimultán felvételeket készíteni az égboltról. De még így is sasszem kellett annak a felismeréséhez, hogy egy valódi forrással lehet dolgunk, mert annyira szokatlan volt!” – mondta Ian Heywood (ThunderKAT), aki szintén részt vett a kutatásban.

A hasonló források felkutatása kihívást jelentő feladat, így elképzelhető, hogy még sok rejtőzik előlünk. Ez a felfedezés megerősíti, hogy létezik a tranziens rádióforrásoknak egy új típusa, az ultrahosszú periódusú neutroncsillag, ami pedig arra utal, hogy kapcsolatban állhat a nagy mágneses térrel rendelkező neutroncsillagok, az ultrahosszú periódusú magnetárok és a gyors rádiókitörések kialakulásával.

A felfedezésről szóló szakcikk az arXiv.org preprint portálon érhető el.

Forrás: University of Manchester