Pärast nende esmakordset avastamist 1960. aastate lõpus on pulsaarid jätkanud astronoomide paelumist. Ehkki viimase viie aastakümne jooksul on täheldatud tuhandeid neid pulseerivaid, keerlevaid tähti, on neist veel palju, mis meist endiselt mööda pääsevad. Näiteks kui mõned kiirgavad nii raadio- kui ka gammakiirguse impulsse, piirduvad teised kas raadio- või gammakiirgusega.
Tänu kahe rahvusvahelise astronoomide meeskonna tehtud uuringutele saame siiski lähemale mõistmisele, miks see nii on. Tuginedes kahe pulsaatori (Geminga ja B0355 + 54) röntgenikiirguse vaatluskeskuse kogutud andmetele, suutsid meeskonnad näidata, kuidas nende heitkogused ja nende udukogude (mis sarnanevad meduusidega) struktuur võib omavahel seotud olla.
Need uuringud, „PSR B0355 + 54 loodud Pulsaari tuule udukogu sügavad Chandra vaatlused“ ja „Geminga mõistatuslik Pulsar tuule udukogu“ avaldati ajakirjas Astrofüüsiline teekondl. Mõlema jaoks kasutasid meeskonnad Geminga ja B0355 + 54 pulsside ja nendega seotud pulsartuule udukogude (PWN) uurimiseks Chandra observatooriumi röntgeniandmeid.
Asudes Maast (vastavalt 800 ja 3400 valgusaastat), on Geminga ja B0355 + 54 pulss üsna sarnased. Lisaks sellele, et neil on sarnased pöörlemisperioodid (5 korda sekundis), on nad ka umbes sama vanused (~ 500 miljonit aastat). Geminga kiirgab aga ainult gammakiirguse impulsse, samal ajal kui B0355 + 54 on üks eredamaid teadaolevaid raadioimpulsse, kuid ei eralda jälgitavaid gammakiiri.
Veelgi enam, nende isikuvastased sõrmejäljed on üles ehitatud üsna erinevalt. Chandra röntgenikiirguse andmete ja Spitzeri infrapunaandmete abil loodud liitpiltide põhjal sarnaneb üks meduus, mille kõõlused on lõdvestunud, kuid teine näeb välja nagu suletud ja painutatud meduus. Nagu ütles Bettina Posselt - Penn State'i astronoomia ja astrofüüsika osakonna vanemteadur ja Geminga uuringu juhtiv autor - rääkis ajakirjale Space Magazine e-postiga:
„Chandra andmete tulemusel saadi pulsarstide Geminga ja PSR B0355 + 54 ümber kaks väga erinevat pulsaari tuule udukogu röntgenpilti. Kui Gemingal on selgelt eristatav kolme sabaga struktuur, näitab PSR B0355 + 54 pilt ühte laia saba, millel on mitu alamstruktuuri. ”
Suure tõenäosusega on Geminga ja B0355 + 54 sabad kitsad pihustid, mis pärinevad Pulsari keerutuspostidelt. Need joad asetsevad risti sõõrikujulise kettaga (teise nimega torus), mis ümbritseb pulsaatoreid ekvatoriaalpiirkondi. Nagu ütles George Washingtoni ülikooli kraadiõppur ja paberi B0355 + 54 autor Noel Klingler kosmoseajakirjale e-posti teel:
Tähtedevaheline keskkond (ISM) ei ole täiuslik vaakum, nii et kuna mõlemad pulssid künnavad läbi ruumi sadade kilomeetrite sekundis jooksul, avaldab ISM-is olev gaasikogus survet, lükkades sel viisil tagasi / painutades pulsar-tuule udusid nagu on näha Chandra röntgenikiirguse vaatluskeskuse piltidelt. ”
Nende näivad struktuurid näivad tulenevalt nende paigutusest Maa suhtes. Geminga puhul on vaade toorusele servast ülespoole, samal ajal kui düüsid on suunatud külgedele. B0355 + 54 juhtumi korral nähakse torust nägupidi, samal ajal kui joad on suunatud nii Maa poole kui ka sellest eemale. Meie vaatepunktist näevad need düüsid välja sellised, nagu nad oleksid üksteise peal, mistõttu tundub, et sellel on kahekordne saba. Nagu Posselt seda kirjeldab:
Mõlemat struktuuri saab selgitada ühe ja sama pulsaari tuule udukogude mudeliga. Erinevate piltide põhjused on (a) meie vaatenurk ja (b) kui kiiresti ja kuhu pulsar liigub. Üldiselt saab selliste pulsar-tuule udukogude jälgitavaid struktuure kirjeldada ekvatoriaalse toruse ja polaarjoaga. Tähtedevahelisest keskkonnast, kuhu pulsar liigub, võib peatuul mõjutada Torust ja düüse (nt painutatud düüsid). Sõltuvalt meie toruse, joa ja pulsaari liikumise vaatenurgast tuvastavad erinevad pildid Chandra röntgenikiirguse vaatluskeskus. Gemingat nähakse "küljelt" (või tooruse suhtes servast ülespoole), kui düüsid asuvad laias laastus taevatasapinnas, samas kui B0355 + 54 puhul vaatame neid peaaegu otse ühe pooluse poole. "
See suund võiks aidata ka selgitada, miks kaks pulssi kiirgavad erinevat tüüpi elektromagnetilist kiirgust. Põhimõtteliselt on magnetilised poolused - mis asuvad nende spin-pooluste lähedal -, kust arvatakse pärinevat Pulsari raadiokiirgus. Samal ajal arvatakse, et gammakiirgust kiirgatakse piki Pulsari pöörlevat ekvaatorit, kus torus asub.
“Piltidelt selgub, et näeme Gemingat äärest ülespoole (st vaadates selle ekvaatorit), kuna näeme röntgenikiirte osakestest, mis suunatakse taevasse suunatud kahesse joa (mis on algselt joondatud raadiokiirtega) ja mitte Maa peal, ”ütles Klingler. “See seletab, miks me näeme Gemingast ainult gammakiirguse impulsse. Kujutised näitavad ka seda, et vaatame B0355 + 54 ülalt alla vaadates (st ühe posti kohal, vaadates pihustid sisse). Nii et kui impulss pöörleb, pühib raadiokiire keskpunkt üle Maa ja me tuvastame impulsid; kuid gammakiired lastakse otse Pulsari ekvaatorist välja, nii et me ei näe neid B0355-st. "
"Pulsari tuule udukogudest tulenevad iga impulsi (kus on poolused ja ekvaator) geomeetrilised piirangud aitavad selgitada järeldusi, mis puudutavad nende kahe neutrontähe raadio- ja gammakiirguse impulsse," ütles Posselt. “Näiteks tundub, et Geminga on raadiovaik (puuduvad tugevad raadioimpulssid), kuna meil pole poolustele otsest vaadet ja arvatakse, et impulsside raadioemissioon tekitatakse pooluste lähedal asuvas piirkonnas. Kuid Geminga näitab tugevat gammakiirguse pulsatsiooni, kuna neid ei toodeta poolustel, vaid ekvatoriaalpiirkonnale lähemal. "
Need vaatlused olid osa suuremast kampaaniast, mille eesmärk oli uurida kuut pulssi, mis nägid kiirgavat gammakiiri. Seda kampaaniat juhib Stanfordi ülikooli Roger Romani koostöös GWU (Oleg Kargaltsev), Penni Riikliku Ülikooli (George Pavlov) ja Harvardi ülikooli (Patrick Slane) astronoomide ja teadlaste koostöös.
Need uuringud ei anna mitte ainult valgust pulsaari tuule udude omaduste kohta, vaid pakuvad ka vaatluslikke tõendeid, mis aitavad astronoomidel luua pulsaatorite paremaid teoreetilisi mudeleid. Lisaks võiksid sellised uuringud - mis uurivad pulsarmagnetosfääride geomeetriat - võimaldaksid astronoomidel paremini hinnata meie galaktikas plahvatanud tähtede koguarvu.
Teades nurkade vahemikku, mille korral impulssid on tuvastatavad, peaksid nad suutma paremini hinnata Maalt nähtamatut suurust. Veel üks viis, kuidas astronoomid töötavad selle nimel, et leida taevaobjekte, mis võivad varitseda inimkonna pimealadel!
