Neutronitähed on tuntud universumi üks põnevamaid astronoomilisi objekte. Lisaks sellele, et tegemist on kõige tihedama tähetüübiga (välja arvatud kvarktähed), on teada, et need moodustavad ka massiivsete tähtedega binaarpaare. Praeguseks on avastatud vaid 39 sellist süsteemi ja veelgi vähem on neid avastatud, mis koosnesid massiivsest tähest ja väga suure energia (VHE) gammakiirguse neutronitähest.
Praeguseks on neist süsteemidest leitud vaid kaks, millest teise avastas vaid mõni aasta tagasi rahvusvaheliste astronoomide meeskond, kes on tuntud kui väga energeetilise kiirguse kuvamise teleskoobi massiivi süsteemi (VERITAS) koostöö. Lisaks sellele, et tegemist oli haruldase leiuga, oli avastus ka väga õnnelik, kuna nende süsteemist tulenev ebaharilik käitumine ei kordu enne 2067. aastat.
Lihtsustatult öeldes - neutronitähed on supernoovas plahvatanud tähe tihedad jäänused, jättes endast ülimalt tiheda kompaktse objekti, mis pöörleb kiiresti. See põhjustab neutronitähe genereerimist võimsaid magnetvälju, mis fokusseerivad selle kiirguse tihedasse valgusvihku, mis servast vaadatuna tundub tuletornina. Kui need talad ristuvad Maaga, saavad astronoomid tuvastada neid impulsse raadio ja muude lainepikkuste juures.
Kuna binaarsete paaride moodustamiseks on tavaline, et suured tähed moodustuvad, pole üllatav, et mõnel pulsaatoril on tiirlev kaaslane, kes elas üle oma partneri supernoova. Samuti on tavaline, et nendes süsteemides on prügikettad, mida mõjutab kiiresti keerlev pulsar. Kui kiirgus põrkub kokku prahiga, tekitab see laetud osakesi, mida saab kiirendada peaaegu valguse kiiruseni, põhjustades väga kõrge energiaga (VHE) gammakiiri.
Kasutades nelja 12 m teleskoopi Fred Lawrence Whipple'i observatooriumis, mida haldab Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO), alustas VERITASe koostöö juba 2016. aastal VHE gammakiirguse pulsar-süsteemiks jälgimist. See allikas asub massiivses tähelasteaias, mis asub Maast umbes 5000 valgusaasta kaugusel Cygnuse tähtkuju suunas.
Astronoomide meeskonna abiga, kes kasutasid kahte 17-meetrist suurt atmosfääri gammapildistamise Cherenkovi (MAGIC) teleskoopi (asub Kanaari saartel El Roque de Los Muchachose observatooriumis), leidis meeskond, et pulsaril oli tohutu tähekaaslane mis tiirles seda iga 50 aasta tagant äärmiselt elliptilisel orbiidil. Mõlemad meeskonnad arvutasid ka, et tähed jõuavad oma orbiidi lähimatesse punktidesse 13. novembriks 2017 ja neid ei saa uuesti enne 2067. aastat.
VERITASe koostöö juhid olid varem osalenud teiste astronoomidega, et jälgida seda süsteemi enne selle lähimat lähenemist, selle ajal ja pärast seda. Fred Lawrence Whipple'i observatooriumi nelja teleskoobi abil tuvastasid nad gammakiired väga lühikestest Cherenkovi kiirguse välgudest, mis ilmnevad taevas, kui neid Maa atmosfäär neelab.
Esialgsete, 2016. aastal läbi viidud vaatluste käigus selgus nõrk gammakiirguse emissioon, mis oli kooskõlas tõsiasjaga, et tähesõimes manustatud binaarsüsteem. "See madala taseme püsiv emissioon pärineb suure tõenäosusega udust, mida pidevalt toidab pulsar," ütles Los Angelese California ülikooli järeldoktor Ralph Bird, kes mängis VERITASe kampaanias juhtivat rolli.
Seetõttu ootasid teadlased, et tähed jõuaksid oma orbiidil lähimasse punkti, et näha, kas seal on mingeid muutusi. Institut de Astrofísica de Canarias (IAC) MAGIC-i uurija Alicia López Oramase ja uuringu ühe vastava autori sõnul “eeldati, et selline ainulaadne süsteem kiirgab selle lähenemisviisi ajal väga suure energiaga gammakiiri. , ja seda võimalust ei saanud kasutamata jätta. ”
Septembriks hakkasid asjad drastiliselt muutuma. Nagu Tyler Williamson, Delaware'i ülikooli füüsika ja astronoomia osakonna magistrant ja veel üks VERITASe kaastöötaja, märkis:
„Gammakiirguse voog, mida septembris täheldasime, oli kaks korda suurem kui eelmine. Tähe ja pulsari vahelise lähenemise ajal, novembris 2017, kasvas voog 10 korda vaid ühe ööga. ”
Sellise käitumise selgitamiseks sobitas meeskond oma tähelepanekutele teoreetilisi mudeleid, mis põhinesid viimastel teooriatel pulsaatorite, prahtketaste ja sellest tuleneva emissiooni kohta. See osutus ebaõnnestunuks, mis viis nende järelduseni, et vaja on olulisi muudatusi, mis hõlmavad paremat teavet kahe tähe kohtumise kohta.
Lühidalt, enne selle õige modelleerimise alustamist on vaja seda binaarset paari rohkem jälgida. See pole üllatav, kuna see süsteem on VHE gammakiirguse emissiooniga binaarse impulss-süsteemi alles teine juhtum. Sellegipoolest olid kahe meeskonna kogutud tähelepanekud hindamatud, arvestades, et kõik varasemad seletused VHE gammakiirguse pulsaarsete binaarsete käitumiste kohta olid spekulatsioonid.
Lähiaastatel plaanivad teadlased jätkata selle ja teiste pulsside vaatlemist, et jälgida selle ekstreemset tüüpi objektidest tulevat eksootilist käitumist. Ja kui selle konkreetse süsteemi jaoks saab välja töötada sobivad mudelid, on see teadlastele tohutu väärtusega, pakkudes teavet kompaktsete objektide sünnist ja arengust - alates pulsaatoritest kuni binaarsete musta augu süsteemideni.
Nagu CfA astrofüüsik Wystan Benbow ütles, on "jätkuv investeering selliste ainulaadsete tipptasemel rajatiste nagu VERITAS töösse kriitilise tähtsusega ja tagab edasised võimalused transformatiivse teaduse saavutamiseks".
Koostöö VERITAS on 80 teadlase rühm 20 institutsioonist, kes asuvad Ameerika Ühendriikides, Kanadas, Saksamaal ja Iirimaal. Nende järeldusi kirjeldav uuring ilmus hiljuti ajakirjas Astrofüüsikalised ajakirjade kirjad. Fred Lawrence Whipple'i vaatluskeskust haldab Smithsonian Astrophysical Observatory's (SAO).
