A Földhöz egyik legközelebbi gömbhalmazban fedezett fel egy kutatócsoport egy milliszekundumos pulzárt, amely egy nagy tömegű csillag gyorsan forgó, sűrű maradványa. Az új megfigyelések segíthetnek választ adni arra a kérdésre, hogy miért találunk olyan ritkán milliszekundumos pulzárokat a sűrű gömbhalmazokban.

Az NGC 6397 jelű gömbhalmaz sűrű középső régiója kiválóan alkalmas más égitestekkel kölcsönható csillagmaradványok kutatására. (Forrás: NASA, ESA, T. Brown, S. Casertano (STScI), J. Anderson (STScI))

A gömbhalmazok belsejében gyakoriak a csillagok közötti gravitációs kölcsönhatások, és a nagy tömegű csillagok kompakt maradványai a legkülönbözőbb tulajdonságokkal bíró kettős rendszereket hozzák létre. Ez a környezet ideális a milliszekundumos pulzárok kialakulására: ezeket az apró, sűrű, gyorsan forgó csillagmaradványokat teljes egészében neutronok alkotják. Minden pulzár nagyon gyorsan forog, de a milliszekundumos pulzárok a leggyorsabbak. Ha a leggyorsabb ismert milliszekundumos pulzár egyenlítőjén állnánk, akkor a fénysebesség 24%-ával haladnánk körbe. A csillagászok szerint a legtöbb milliszekundumos pulzár sokkal lassabban forgó, magányos csillagként kezdi pályafutását, majd miután szert tesz egy társcsillagra, magára szedi annak anyagát, és forgása felgyorsul.

Pillanatfelvétel egy animációból, amely egy társától anyagot elvonó milliszekundumos pulzárt mutat be. (Forrás: NASA)

A közeli NGC 6397 jelű gömbhalmaz, ez a 400 ezer csillagból álló, ragyogó csoportosulás olyan érdekes kettős rendszernek ad otthont, amelyet röntgen-, optikai és ultraibolya tartományban is sikerült megfigyelni. A röntgenfelvillanások periódusideje egyezik a csillagpár keringési idejével, a látható tartományban végzett megfigyelések pedig egy vörös csillag jelenlétét fedték fel ugyanazon a helyen. A korábbi kutatások arra engedtek következtetni, hogy a rendszer egy milliszekundumos pulzárt rejt, de jellegzetes rádióimpulzusokat nem találtak.

Lei Zhang (Kínai Tudományos Akadémia) és munkatársai egy nemrég megjelent szakcikkben számoltak be a rendszerhez kapcsolódó, 2019 és 2022 között végzett megfigyeléseikről. A kutatás során felhasznált adatokat az ausztráliai Parkes rádióteleszkóp és a dél-afrikai MeerKAT rádiótávcső szolgáltatta. A kutatók 5,8 ezredmásodpercenként észlelhető gyenge rádióimpulzusokat rögzítettek 1,97 napos periódusú modulációval – ez megfelel az ugyanezen a helyen észlelt röntgenkettős keringési idejének.

Ez megerősíti, hogy a rendszer tartalmaz egy milliszekundumos pulzárt (NGC 6397B), az impulzusok további elemzései pedig arra utalnak, hogy maga a pulzár egyben a korábban észlelt röntgensugárzás forrása is.

Miután a kutatócsoportnak sikerült felfedeznie a rejtélyes pulzárt, a rádióimpulzusok 14 hónapra észlelhetetlenné váltak, majd 2022 elején újra felbukkantak. Ennek magyarázatára két lehetőség adódik: lehet, hogy a társcsillagból kiáramló forró, ionizált gáz blokkolja a rádiósugárzást, amikor a kettős rendszer bizonyos irányokba billen, de az is lehetséges, hogy az a röntgensugárzó folyamat, melynek során a pulzár anyagot szív el a társcsillagától, átmenetileg leállítja a pulzár rádiósugárzását.

A korábbi kutatások arra utaltak, hogy főként azokban a gömbhalmazokban gyakoriak a kettős rendszerekben található pulzárok, amelyeknek kivételesen sűrű a magja. Ilyen az NGC 6397 is. A legtöbb ismert pulzár azonban, amely úgynevezett mag-összeomlott halmazokban található, nem rendelkezik társcsillaggal. Az újonnan felfedezett rendszer adatai magyarázatot adhatnak arra, hogy a pulzárokat tartalmazó kettős rendszerek miért olyan megfoghatatlanok ezekben a környezetekben: a kettős rendszerekben található pulzárok gyenge vagy időnként szünetelő rádiósugárzással rendelkezhetnek, ami igencsak megnehezíti a nyomon követésüket.

A kutatócsoport a The Astrophysical Journal Letters című lapban számolt be a kutatás eredményeiről.

Forrás: AAS Nova