Binārā pāra HESS attēls HESS B-1259-63 / SS 2883. Attēla kredīts: HESS. Noklikšķiniet, lai palielinātu.
Binārais pāris PSR B-1259-63 / SS 2883 atrodas apmēram 5000 gaismas gadu attālumā dienvidu puslodes zvaigzne Kriksa (Dienvidu krusts) vispārējā virzienā. Duetu veido pulsar (PSR B-1259) un masīvs zils milzis (SS 2883), kas ieslēgts plaši šūpojošā dejā, kas atkārtojas ik pēc 3,4 gadiem. Masīvāka primāra pulsarsbita orbīta ir tik ekscentriska, ka pāris tuvākā pieejā iet 100 miljonu kilometru attālumā un tie vistālāk desmit reizes atdala attālumu vistālākajā punktā. Tuvākās pieejas laikā signāli no pulsara ievērojami nokrīt, jo to aizēno masīvs zilais gigants.
Novērotāji, kuri izmanto 12,5 metru augstās enerģijas stereoskopisko sistēmu (HESS), reģistrēja pāra deju bez mēness naktīs no 2004. gada februāra līdz aprīlim un noteica laiku, kad pulsars tuvojās un devās prom no dueta tuvākā punkta. Astronomi atklāja, ka radioviļņi no pulsara sakrīt ar īpaši augstu gamma starojumu, kas nāk no reģiona.
Pēc Fēliksa Aharonisa teiktā no Maksima Planka Kodolfizikas institūta, Heidelberga, Vācija, šī binārā sistēma “ļauj tiešsaistē skatīties” ārkārtīgi sarežģītos MHD (magnetohidrodinamiskos) procesus, kas saistīti ar ultrarelativistiskā pulsara vēja, kā arī daļiņu radīšanu un pārtraukšanu. paātrinājums ar relativistiskiem triecienviļņiem, izpētot sistēmas augstas enerģijas gamma-starojuma spektrālos un laika parametrus. Šajā sakarā binārā sistēma PSR B1259-63 ir unikāla laboratorija, lai izpētītu pulsara vēju fiziku. ”
Pirmoreiz pulsaru atklāja astronomu komanda 1992. gadā, izmantojot Parkes radioteleskopu Austrālijā. Tā magnētiskā strūkla 20 reizes sekundē vērsta pret Zemi. Papildus radio emisijai pulsars visā savas orbītas laikā pārraida rentgenstarus - dažādos enerģijas līmeņos. Tiek uzskatīts, ka šie rentgenstari ir tāda starojuma rezultāts, kas rodas, kad pulsara magnētiskais lauks mijiedarbojas ar gāzēm, kuras atbrīvo zilais milzis.
Pirmoreiz tika atklāts, ka zilais milzis SS 2883 ir pulsa pavadonis 1992. gadā. Tas ir desmit reizes lielāks par Saules masu, taču tam ir augsta temperatūra un ātri degošs kodolsintēzes dzinējs. Tas rotē ļoti ātri un sporādiski izvada materiālu no ekvatora. Saskaņā ar rakstu “Binārā pulsara PSR B-1259-63… atklāšana ar H.E.S.S.” ir teikts, ka “ir zināms, ka zvaigznēm ir neizotropi zvaigžņu vēji, kas veido ekvatoriālu disku ar uzlabotu masas aizplūšanu”.
Rakstā turpināts, ka “laika mērījumi liecina, ka disks ir slīps attiecībā pret orbitālo plakni ...”. Šāds orbītas slīpums liek “pulsaram divreiz šķērsot disku netālu no periastrona”. Un tieši šajos krustojumos lietas patiešām sašūpojas, kad pulsara magnētiskais lauks sāk mijiedarboties ar lādētām daļiņām zvaigžņu ejektūras reversā šoka reģionā.
Rezultātā tiek sacīts, ka šī sistēma ir “binārs paturs”, kur “pavadošās zvaigznes nodrošinātajam intensīvajam fotonu laukam ir ne tikai liela nozīme relativistisko elektronu dzesēšanā, bet arī tas ir ideāls mērķis augstas -enerģētiski gamma stari caur apgrieztu Komptona (IC) izkliedi. ” Fēlikss izvērš šo jēdzienu, sakot, ka “pulsars nav izolēts, bet atrodas binārā sistēmā tuvu jaudīgai optiskajai zvaigznei. Šajā gadījumā mijiedarbības dēļ ar zvaigžņu vēju zemā gāzes spiediena pulsara vējš beidzas binārā sistēmā, kur magnētiskais lauks ir diezgan augsts (aptuveni 1 G, t.i., 10 000 līdz 100 000 reizes lielāks nekā standarta plerionos). Turklāt optiskās zvaigznes klātbūtnes dēļ elektroni cieš lielus zaudējumus mijiedarbības (Komptona izkliedes) laikā ar zvaigžņu gaismu. Tas padara elektronu kalpošanas laiku ļoti īsu, 1 stundu vai mazāku. Augstas enerģijas gamma starus var radīt arī elektronu (un varbūt arī protonu) mijiedarbība ar zvaigžņu diska blīvo gāzi (arī diezgan īsā laikā!). ”
Būdama binārā blēdība, zvaigžņu sistēma parāda plašu enerģijas parakstu, kas balstās uz pulsara ekscentrisko orbītu, un plašām apļveida materiālu blīvuma izmaiņām ap SS 2883, ar kurām tā mijiedarbojas. Blakus periastronam “aukstais” pulsara vējš, kas mijiedarbojas ar apkārtējo plazmu, beidzas ar relativistiska trieciena viļņa radīšanu, kas savukārt paātrina daļiņas līdz ārkārtīgi augstām enerģijām, 1 TeV vai vairāk. Pēc tam šajās daļiņās esošais siltums tiek “atdzisis”, jo fotoni satriec ātri kustīgus elektronus un pozitronus. Šis apgrieztais Komptona izkliedes efekts patērē enerģiju, savvaļas pastiprinot fotonu frekvences. Vienkārši izsakoties, zemas enerģijas “redzamās gaismas” fotoni tiek paaugstināti līdz daudz augstākam enerģijas līmenim - daži sasniedz augšējā gamma staru / apakšējā kosmisko staru domēna termoelektronvoltu apgabalu.
Tikmēr, kad pulsars virzās prom no zvaigžņu primārā, tas sastopas ar mazāk un mazāk uzlādētām daļiņām, tikmēr samazinās arī centrālās zvaigznes redzamās gaismas fotonu blīvums. Kad tas notiek, fotonu izkliede tiek samazināta, un sinkrotronu starojums sāk dominēt. Sakarā ar to zemāks enerģijas līmeņa rentgena starojums sāk dominēt sistēmas enerģētiskajā parakstā, jo impulss palēninās un attālinās no zvaigznes.
Visbeidzot, pulsara orbītā ir divi periodi, kad tas šķērso zilā milža apriņķa diska ekvatoriālo plakni. Šie pārejas punkti var radīt daudzus ar enerģiju papildinātus fotonus, elektronus, pozitronus un pat dažus protonus. Kad tiek radītas relativistiski paātrinātas daļiņas, tās, savukārt, mijiedarbojas ar reģionu, kas spēj nārsto daudzas citas daļiņas, kuras spēj sadalīties augstas enerģijas fotonos un citās daļiņās.
No 2005. gada 13. jūnijā publicētā darba “Līdz šim teorētiskā izpratne par šo sarežģīto sistēmu, kurā savstarpēji mijiedarbojas pulsa un zvaigžņu vēji, ir diezgan ierobežota, jo trūkst ierobežojošu novērojumu.” Bet tagad tādu IACTS (Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes), piemēram, H.E.S.S., dēļ astronomi tagad spēj atrisināt daudzus jaunus tuvu enerģijas avotu augstas enerģijas gamma starus no citām sistēmām, piemēram, PSR B-1259-63 / SS 2883.
Šķiet, ka sistēmā PSR B-1259-63 / SS 2883 astronomi - un fiziķi - ir nodrošinājuši astronomus - un fiziķus - ar savu ļoti augstas enerģijas daļiņu paātrinātāja versiju - tādu, kas, par laimi, ir labi ietverta un drošu attālumu no Zemes.
Raksta Džefs Barbors
