Kad masīvas zvaigznes sasniedz dzīves cikla beigas, tās eksplodē masīvā supernovā un izmet lielāko daļu sava materiāla. Atlikušais ir “miliscond pulsar”, īpaši blīva, ļoti magnetizēta neitronu zvaigzne, kas ātri griežas un izstaro elektromagnētiskā starojuma starus. Galu galā šīs zvaigznes zaudē savu rotācijas enerģiju un sāk palēnināties, bet ar pavadoņa palīdzību tās var atkal paātrināties.
Saskaņā ar nesen veiktu pētījumu starptautiska zinātnieku komanda bija aculieciniece šim retajam notikumam, novērojot īpaši lēno pulsaru, kas atrodas kaimiņu Andromedas galaktikā (XB091D). Viņu pētījuma rezultāti norādīja, ka šis pulsars ir paātrinājies pēdējos miljons gadus, kas, iespējams, ir notvertā pavadoņa rezultāts, kurš kopš tā laika atjauno tā straujo griešanās ātrumu.
Parasti, kad pulsators pārī ar parastu zvaigzni, rezultāts ir binārā sistēma, kas sastāv no pulsara un baltā pundura. Tas notiek pēc tam, kad pulsars izrauj zvaigznes ārējos slāņus, pārvēršot to par baltu punduri. Materiāls no šī ārējā slāņa veido akrecijas disku ap pulsaru, kas rada “karsto punktu”, kas spilgti izstaro rentgenstaru spektrā un kur temperatūra var sasniegt miljonus grādu.
Komandu vadīja Ivans Zolotukhins no Šternbergas Astronomijas institūta Lomonosova Maskavas Valsts universitātē (MSU), un tajā bija astronomi no Tulūzas universitātes, Nacionālā astrofizikas institūta (INAF) un Smitsona astrofizikas observatorijas. Pētījuma rezultāti tika publicēti Astrofizikas žurnāls ar nosaukumu “Lēnākais vērpjošais rentgenstaru pulss ekstragalaktiskā globālā klasterī”.
Kā viņi apgalvo savā dokumentā, šī pulsa atklāšana bija iespējama, pateicoties XMM-Newton kosmosa observatorijas apkopotajiem datiem no 2000. līdz 2013. gadam. Šajā laikā XMM-Newton ir apkopojis informāciju par aptuveni 50 miljardiem rentgenstaru fotonu, ko Lomosova MSU astronomi ir apvienojuši atvērtā tiešsaistes datu bāzē.
Šī datu bāze ļāva astronomiem tuvāk apskatīt daudzus iepriekš atklātus objektus. Tas ietver XB091D, impulsu ar sekunžu periodu (pazīstams arī kā “otrais pulsars”), kas atrodas vienā no vecākajiem gredzenveida zvaigžņu kopām Andromedas galaktikā. Tomēr rentgena fotoattēlu atrašana, kas ļautu viņiem raksturot XB091D, nebija viegls uzdevums. Kā MSU paziņojumā presei skaidroja Ivans Zolotukhins:
XMM-Newton detektori ik pēc piecām sekundēm no šī pulsara uztver tikai vienu fotonu. Tāpēc pulsa meklēšanu plašajos XMM-Newton datos var salīdzināt ar adatas meklēšanu siena kaudzē. Faktiski šim atklājumam mums bija jāizveido pilnīgi jauni matemātiski rīki, kas ļāva mums meklēt un iegūt periodisko signālu. Teorētiski šai metodei ir daudz lietojumu, arī ārpus astronomijas. ”
Balstoties uz 38 XMM-Newton novērojumiem, komanda secināja, ka šis pulsars (kas tolaik bija vienīgais zināmais šāda veida pulsars ārpus mūsu galaktikas) ir agrīnākajos “atjaunošanās” posmos. Īsi sakot, viņu novērojumi norādīja, ka pulsars sāka paātrināties mazāk nekā pirms miljona gadu. Šis secinājums tika pamatots ar faktu, ka XB091D ir vislēnāk rotējošais globular klasteru pulsators, kas līdz šim atklāts.
Neitronu zvaigzne pabeidz vienu apgriezienu 1,2 sekundēs, kas ir vairāk nekā 10 reizes lēnāk nekā iepriekšējais rekorda turētājs. No novērotajiem datiem viņi arī varēja raksturot vidi ap XB091D. Piemēram, viņi atklāja, ka pulsars un tā binārais pāris atrodas ārkārtīgi blīvā apvalkā (B091D) klasterī Andromedas galaktikā - aptuveni 2,5 miljonu gaismas gadu attālumā.
Tiek lēsts, ka šī kopas vecums ir 12 miljardi gadu, un tajā ir miljoniem vecu, vāju zvaigžņu. Tikmēr tas ir pavadonis ir 0,8 saules masas zvaigzne, un pašas binārās sistēmas rotācijas periods ir 30,5 stundas. Pēc aptuveni 50 000 gadiem, pēc viņu aplēsēm, pulsars pietiekami paātrināsies, lai atkal būtu rotācijas periods, kas izmērīts milisekundēs - t.i., milisekundes pulsars.
Interesanti, ka XB910D atrašanās vieta šajā plašajā īpaši augsta blīvuma zvaigžņu reģionā ir tā, kas ļāva tai notvert pavadoni pirms apmēram miljons gadiem un sākt procesa „atjaunošanu”. Kā skaidroja Zolotukhin:
“Mūsu galaktikā 150 lēnām rentgenstaru pulsāri netiek novēroti 150 zināmos globular klasteros, jo to kodoli nav lieli un pietiekami blīvi, lai veidotu tuvu bināras zvaigznes ar pietiekami lielu ātrumu. Tas norāda, ka B091D kopas kodols ar ārkārtīgi blīvu zvaigžņu sastāvu XB091D ir daudz lielāks nekā parastajam kopam. Tātad mums ir darīšana ar lielu un diezgan reti sastopamu objektu - ar blīvu nelielas galaktikas palieku, kuru Andromedas galaktika savulaik bija sagrāvusi. Zvaigžņu blīvums šeit, apmēram 2,5 gaismas gadu reģionā, ir aptuveni 10 miljoni reižu lielāks nekā Saules tuvumā. ”
Pateicoties šim pētījumam un matemātiskajiem rīkiem, ko komanda izstrādāja, lai to atrastu, astronomi, iespējams, nākamajos gados varēs pārskatīt daudzus iepriekš atklātus objektus. Šajās masīvajās datu kopās varētu būt daudz retu astronomisku notikumu piemēru, kas tikai gaida, lai tos varētu redzēt un pareizi raksturot.
Turpmāks lasījums: The Astrophysical Journal, Lomonosova Maskavas Valsts universitāte
