Raadio pulsar PSR B1259-63. Pildikrediit: ESA Pilt suuremalt
ESA astronoomid on näinud midagi väga ebatavalist; kaaslasest tähte ümbritseva gaasiringi kaudu põrutav pulsar. See kaastäht on mitu korda massiivsem kui meie oma Päike ja pöörleb nii kiiresti, et keerutab materjali pidevalt gaasirõngasse. Pulsar läbib selle rõnga oma 3,4-aastase elliptilise orbiidi jooksul kaks korda
Astronoomid on olnud ESA kosmoselaeva XMM-Newton vaatlustes kunagi varem nähtud sündmuse tunnistajaks - kokkupõrge pulsari ja gaasiringi vahel naabertähe ümber.
Harvaesinev läbisõit, mille käigus pulss tungis sellesse rõngasse ja läbi selle, valgustas taeva nii gamma- kui ka röntgenikiirgus.
See on paljastanud märkimisväärse uue ülevaate pulsar-tuulte päritolust ja sisust, mis on olnud pikka aega müsteerium. Teadlased kirjeldasid sündmust loodusliku, kuid nn mastaapse versioonina tuntud kőrge satelliidi kokkupõrkest komeet Tempel 1-ga.
Nende lõplik analüüs põhineb XMM-Newtoni uuel vaatlusel ja paljudel arhiivitud andmetel, mis aitavad paremini mõista tuntud pulsaari udu, nagu näiteks värvikirevad krabi ja vela pulsaatoreid.
"Vaatamata lugematutele tähelepanekutele on pulsarstuulte füüsika jäänud mõistatuseks," ütles Šveitsi Versoixi integreeritud teaduse andmekeskuse juhtiv autor Masha Tšernyakova.
„Siin oli meil haruldane võimalus näha pulsar-tuult, mis põrkub tähetuulega. See on analoogne millegi puruks lükkamisega, et näha, mis seal sees on. "
Pulsar on kokkuvarisenud tähe kiiresti keerlev tuum, mis oli kunagi umbes 10–25 korda massilisem kui meie Päike. Tihe tuum sisaldab umbes 20 kilomeetri suuruses sfääris tihendatud päikesemassi.
Selle vaatluse pulsar, mida nimetatakse PSR B1259-63, on raadioimpulss, mis tähendab enamasti seda, et see kiirgab ainult raadiolaineid. Binaarsüsteem asub Lõuna Risti üldises suunas umbes 5000 valgusaasta kaugusel.
Pulsari tuul hõlmab pulsarist eemale lenduvat materjali. Pidevalt arutletakse selle üle, kui energilised tuuled on ja kas need tuuled koosnevad prootonitest või elektronidest. See, mida Tšernyakova meeskond on leidnud, seostub teiste hiljutiste tähelepanekutega, kuigi üllatav.
Meeskond vaatas PSR B1259-63 tiirlevat "Be" tähe nimega SS 2883, mis on hele ja amatöör-astronoomidele nähtav. „Be” tähed, nii teatud spektriliste omaduste tõttu nimetatud, kipuvad olema mitu korda massiivsemad kui meie Päike ja pöörlevad hämmastava kiirusega.
Need pöörlevad nii kiiresti, et nende ekvatoriaalpiirkond tuhmneb ja neist saavad lamestatud sfäärid. Gaas visandatakse sellisest tähest järjekindlalt ära ja settib tähe ümber ekvatoriaalrõngasse, mille välimus on mõnevõrra sarnane Saturni planeedi ja selle rõngastega.
Pulsar sukeneb 3,4-aastase elliptilise orbiidi jooksul kaks korda Be-tähe rõngasse; kuid kolvid on vaid mõne kuu kaugusel, vahetult enne ja pärast periastroni - punkt, kus kaks orbiidil olevat objekti on üksteisele kõige lähemal. Just röntgenikiirgus ja gammakiirgus kiirgavad välja kolvi ajal ning röntgenikiirgus tuvastab XMM-Newton.
“Enamiku 3,4-aastase orbiidi korral on mõlemad allikad röntgenikiirgus suhteliselt hämarad ja pulsarstuule tunnuseid pole võimalik tuvastada,” ütles kaasautor Andrii Neronov. "Kui kaks objekti lähenevad, hakkavad sädemed lendama."
Uusi XMM-Newtoni andmeid koguti peaaegu samaaegselt HESS-vaatlusega. Kõrgenergia stereoskoopiline süsteem HESS on Namiibias uus maapealne gammakiire teleskoop.
Eelmisel aastal välja kuulutatud HESS-i vaatlus oli hämmastav, kuna gammakiirguse emissioon langes periastroni juures miinimumini ja sellel oli kaks maksimumi, vahetult enne ja pärast periastroni, vastupidine sellele, mida teadlased ootasid.
XMM-Newtoni vaatlus toetab HESS-vaatlust, näidates, kuidas maksimumid tekkisid Be-tähe rõngasse topelt sukeldumisel. Kombineerides need kaks vaatlust raadiovaatlustega viimasest periastroni sündmusest, on teadlastel nüüd täielik ülevaade sellest süsteemist.
Jälgides röntgenikiirte ja gammakiirte tõusu ja langust päevast päeva, kui pulsar kaevas läbi Be-tähe ketta, võisid teadlased järeldada, et vaadeldud röntgenikiirguse eest vastutab elektronide tuul energiatasemel 10–100 MeV. kiirgus. (1 MeV tähistab ühte miljonit elektronvolti.)
Ehkki 10–100 MeV on energiline, on see umbes 1000 korda väiksem kui eeldatud energiatase 100 TeV. Veelgi mõistatuslikum on multi-TeV gammakiirguse emissioon, mis, kuigi pärineb kindlasti 10-100 TeV tuuleelektronitest, näib olevat toodetud erinevalt sellest, kuidas varem arvati.
"Ainus, mis on praegu kristallselge, on see, et seda pulsarsüsteemi tuleb vaadata, kui tahame pulsartuultest aru saada," ütles Tšernyakova.
„Kunagi pole me nii detailselt näinud pulsar-tuult. Jätkame nüüd teoreetiliste mudelitega. Meil on selle naljaka süsteemi raadio-TeV-gammakiirguse käitumise kohta hea selgitus, kuid see on endiselt väljatöötamisel. "
Algne allikas: ESA portaal
