Kui massiivsed tähed elutsükli lõppu jõuavad, plahvatavad nad massilises supernoovas ja heidavad suurema osa oma materjalist maha. Järele on jäänud “millisekundiline pulsar” - ülitihe, väga magnetiseeritud neutronitäht, mis pöörleb kiiresti ja kiirgab elektromagnetilise kiirguse kiirte. Lõpuks kaotavad need tähed pöörlemisenergia ja hakkavad aeglustuma, kuid nad saavad kaaslase abiga taas kiirendada.
Värske uuringu kohaselt oli selle harvaesineva sündmuse tunnistajaks rahvusvaheline teadlaste meeskond, kui ta vaatles ultra-aeglast pulsarit, mis asub naabruses asuvas Andromeda galaktikas (XB091D). Nende uuringu tulemused näitasid, et see pulsar on viimase miljoni aasta jooksul kiirenenud, mis on tõenäoliselt kaaspüütud kaaslase tagajärg, kes on pärast seda taastanud oma kiire pöörlemiskiiruse.
Tavaliselt, kui pulsaatorid paarituvad tavalise tähega, on tulemuseks binaarsüsteem, mis koosneb pulsarist ja valgest kääbast. See juhtub pärast seda, kui pulsar tõmbab tähe väliskihid ära, muutes selle valgeks kääbuseks. Selle välimise kihi materjal moodustab seejärel pulsaari ümber akretsioonketta, mis loob nn kuuma koha, mis kiirgab eredalt röntgenikiirguse spektris ja kus temperatuur võib ulatuda miljonitesse kraadidesse.
Meeskonda juhtis Ivan Zolotukhin Sternbergi Astronoomiainstituudist Lomonosovi Moskva Riiklikus Ülikoolis (MSU) ning sellesse kuulusid astronoomid Toulouse ülikoolist, Riiklikust Astrofüüsika Instituudist (INAF) ja Smithsoni astrofüüsikalisest vaatluskeskusest. Uuringutulemid avaldati Astrofüüsikaline ajakiri pealkirja all “Aeglaseim ketrusröntgenpulss ekstragalaktilises globaalses klastris”.
Nagu nad oma paberis väidavad, sai selle pulsaari tuvastamine võimalikuks tänu XMM-Newtoni kosmosevaatluskeskuse poolt aastatel 2000-2013 kogutud andmetele. Selle aja jooksul on XMM-Newton kogunud teavet umbes 50 miljardi röntgenkiirguse footoni kohta, mille Lomosovi MSU astronoomid on ühendanud avatud veebiandmebaasi.
See andmebaas on võimaldanud astronoomidel lähemalt uurida paljusid varem avastatud objekte. See hõlmab XB091D, sekundaarse perioodiga pulsaari (teise nimega “teine pulsar”), mis asub Andromeda galaktika ühes vanimas globaalses täheparves. Kuid röntgenifotode leidmine, mis võimaldaks neil XB091D iseloomustada, polnud lihtne ülesanne. Nagu Ivan Zolotukhin MSU pressiteates selgitas:
„XMM-Newtoni detektorid tuvastavad sellest pulsarist iga viie sekundi järel ainult ühe footoni. Seetõttu saab pulsaatorite otsimist XMM-Newtoni ulatuslike andmete hulgast võrrelda nõela otsimisega heinaküünis. Tegelikult pidime selle avastuse jaoks looma täiesti uued matemaatilised tööriistad, mis võimaldasid meil perioodilist signaali otsida ja eraldada. Teoreetiliselt on sellel meetodil palju rakendusi, sealhulgas ka väljaspool astronoomiat. ”
Tuginedes kokku 38 XMM-Newtoni vaatlusele, järeldas meeskond, et see pulsar (mis oli tol ajal ainus teadaolev omalaadne pulsar meie galaktikast kaugemal) on noorendamise varasemas etapis. Lühidalt öeldes näitasid nende tähelepanekud, et pulsar hakkas kiirenema vähem kui miljon aastat tagasi. See järeldus põhines tõsiasjal, et XB091D on seni kõige aeglasemalt pöörleva globaalse klastri pulsar.
Neutronitäht sooritab ühe pöörde 1,2 sekundiga, mis on üle 10 korra aeglasem kui eelmine rekordiomanik. Vaadeldud andmete põhjal suutsid nad iseloomustada ka keskkonda XB091D ümbritseva keskkonna. Näiteks leidsid nad, et pulsar ja selle binaarpaar asuvad Andromeda galaktikas äärmiselt tihedas globaalses kobaras (B091D) - umbes 2,5 miljoni valgusaasta kaugusel.
See klaster on hinnanguliselt 12 miljardit aastat vana ja sisaldab miljoneid vanu, nõrku tähti. Vahepeal on see kaaslaseks 0,8 päikeseenergia täht ja binaarsüsteemi enda pöörlemisperiood on 30,5 tundi. Ja umbes 50 000 aasta pärast kiireneb pulss piisavalt, et pöördeperiood oleks jälle mõõdetud millisekundites - st millisekundi impulss.
Huvitav on see, et XB910D asukoht selles tohutult ülitihedate tähtede piirkonnas on see, mis võimaldas tal kaaslast lüüa umbes miljon aastat tagasi ja alustada kõigepealt protsessi “noorendamisega”. Nagu Zolotukhin selgitas:
“Meie galaktikas ei ole 150 teadaolevas globaalses kobaras selliseid aeglaseid röntgenikiirguse impulsse täheldatud, kuna nende tuumad pole piisavalt suured ja piisavalt tihedad, et moodustada piisavalt suure kiirusega binaarsed tähed. See näitab, et B091D klastri tuum, mille XB091D tähtede koostis on eriti tihe, on tavalise klastri omast palju suurem. Niisiis, tegemist on suure ja üsna haruldase objektiga - väikese galaktika tiheda jäänusega, mille Andromeda galaktika kunagi õginud oli. Tähtede tihedus on siin piirkonnas, mille läbimõõt on umbes 2,5 valgusaastat, umbes 10 miljonit korda suurem kui Päikese läheduses. "
Tänu sellele uuringule ja matemaatilistele tööriistadele, mille meeskond selle leidmiseks välja töötas, saavad astronoomid lähiaastatel tõenäoliselt paljusid varem avastatud objekte uuesti vaadata. Nende tohutute andmekogumite hulgas võib olla palju näiteid haruldastest astronoomilistest sündmustest, mis lihtsalt ootavad tunnistamist ja nõuetekohast iseloomustamist.
Lisalugemine: Astrofüüsika ajakiri, Lomonosovi Moskva Riiklik Ülikool
