Решавање загонетке необичне пулсирајуће мртве звезде

Мртве звезде, док брзо ротирају, ослобађају снопове електромагнетног зрачења широм свемира који изгледају као да пулсирају попут небеских светионика. Зато су и названи пулсарима. Али пулсар под називом PSR Ј1023+0038, који се налази око 4.500 светлосних година од Земље у сазвежђу Сектанс, још је необичнији по томе што су неки од импулса светлији од других, тако да професионалним посматрачима изгледа као да се боје меиају и pреливају, и да има неколико различитих „модова“ пулсирања.

Мртва звезда која се окреће и њена звезда пратилац која кружи у блиској орбити први пут су откривени 2007. Али нова запажања направљена са више телескопа показују да се чудне ствари дешавају док пулсар „љушти“ материјал од друге звезде.

Ова активност траје последњу деценију. Студија о новим запажањима објављена је у часопису Astronomy & Аstrophysics.

„Били смо сведоци изузетних космичких догађаја у којима се огромне количине материје, сличне космичким топовима, лансирају у свемир у веома кратком временском периоду од десетина секунди из малог, густог објекта који се ротира невероватно великом брзином“, рекла је главна ауторка студије Марија Кристина Баљо, истраживач са Универзитета Њујорк у Абу Дабију, који је повезан са Италијанским националним институтом за астрофизику.

Када је пулсар почео да извлачи материјал из пратеће звезде, његов карактеристичан пулсирајући сноп је нестао. Уместо тога, пулсар је ушао у константан, наизменични циклус рада у ономе што астрономи називају „високим“ и „ниским“ режимом.

Током високог режима, пулсар ослобађа рендгенске, ултраљубичасте видљиве зраке светлости.

Када је у ниском режиму, пулсар постаје тамнији, зраци имају другачију таласну дужину, а сваки од та два режима може да траје неколико секунди или минута пре него што се пребаци на други.

Астрономима је био потребан разноврстан скуп информација које би могле да открију различите врсте светлости да би решили „небеску загонетку“.

„Наша кампања посматрања је јединствена. Напори за разумевање понашања овог пулсара укључивала је десетак врхунских земаљских и свемирских телескопа“, рекао је коаутор студије Франческо Коти Зелати, истраживач са Института свемирских наука у Барселони.

Чудесни пратилац

У јуну 2021, пулсар је направио више од 280 прелаза између високог и ниског режима. Различита посматрања телескопа прикупила су детаље потребне астрономима да схвате шта се догодило током оба режима.

Открили су да заправо – размена материје између пулсара и његове звезде пратиоца изазива необично понашање пулсара.

Док пулсар привлачи своју звезду пратиоца, из пратиоца се ослобађа гас и формира диск око пулсара, пре него што се полако „сложи“.

На крају, у ниском режиму, тај исти материјал се ослобађа из пулсара у уском млазу.

Избачена материја додатно је погођена ветром са пулсара. Ветар загрева звездану материју, узрокујући да светли на различитим таласним дужинама светлости, што активира високи режим.

„Открили смо да промена режима произлази из замршене интеракције између ветра са пулсара, тока високоенергетских честица и материје која тече ка пулсару“, рекао је Коти Зелати.

Астрономи не знају да ли постоје други слични системи пулсара или је овај јединствен.

Они ће наставити да посматрају необичан систем, и планирају да користе будуће опсерваторије, попут изузетно великог телескопа Европске јужне опсерваторије који се тренутно гради у Чилеу, како би сазнали више детаља. Екстремно велики телескоп, или ЕЛТ, почеће са посматрањима 2028.

„ЕЛТ ће нам омогућити да стекнемо кључне увиде у то како на обиље, дистрибуцију, динамику и енергију материје која улази око пулсара утиче понашање промене режима“, рекао је коаутор студије Серђо Кампана, директор истраживања на Италијанском националном Институту за астрофизику.