Astronomer har udviklet en ny teknik til nøjagtigt at bestemme aldrene på millisekund pulsarer, universets hurtigst roterende stjerner. Det er kendt, at standardmetoden til estimering af pulsaralder giver upålidelige resultater, især for de hurtigt spinding millisekund pulsarer, sagde Bülent Kiziltan, en kandidatstuderende i astronomi og astrofysik ved University of California Sant a Cruz. ”En nøjagtig bestemmelse af pulsaralder er af grundlæggende betydning, fordi den har forgreninger for at forstå dannelsen og udviklingen af pulsarer, neutronstjernes fysik og andre områder,” sagde han.
Kiziltan har samarbejdet med Stephen Thorsett, professor i astronomi og astrofysik ved UCSC, for at studere udviklingen af millisekund pulsarer. Han præsenterede deres konklusioner på American Astronomical Society-mødet i Pasadena mandag den 8. juni.
En pulsar er en hurtigt roterende neutronstjerne, den kollapsede kerne, der forbliver efter en massiv stjerne eksploderer som en supernova. Pulsaren udsender stråler af radiobølger (såvel som røntgenstråler og gammastråler) fra magnetpolerne i neutronstjernen. Fordi magnetpolerne ikke er på linje med stjernens spinakse, fejer bjælkerne rundt som et fyrtårn og sender pulser af radiobølger mod observatører på Jorden. Perioden mellem hver puls af radiobølger svarer til neutronstjernes rotationshastighed.
”I de fleste tilfælde er den eneste information, vi har, radiopulsen, vi modtager fra disse kompakte stjerner. Fra disse impulser forsøger vi at bestemme aldre, masser og kredsløbsparametre - en meget udfordrende opgave, ”sagde Kiziltan.
Almindelige pulsarer roterer nogle få gange i sekundet, og de aftager gradvist med alderen og bliver til sidst for svage til at opdage. Millisekund pulsarer drejer imidlertid hundreder af tiden i sekundet. De opnår disse ekstraordinære spinhastigheder ved at trække materiale fra en binær ledsagerstjerne, en proces, der overfører vinkelmoment fra ledsageren til pulsaren.
"Denne spin-up-proces er i det væsentlige som at give HLR til en død eller døende pulsar, hvilket giver den en anden lejekontrakt på livet," sagde Kiziltan.
Standardmetoden til bestemmelse af en "pulserende" alder for en pulsar er baseret på to parametre: perioden mellem pulser og den hastighed, hvormed de bremser. Kiziltan og Thorsett viste, at denne metode kan over- eller undervurdere en pulsars alder med en faktor 10, når den anvendes på millisekund pulsarer.
For at forbedre nøjagtigheden af standardteknikken inkorporerede de yderligere begrænsninger, der opstår fra spin-up-processen og fysiske grænser for den maksimale spin-periode. ”Vi ændrede aldersberegningerne for at være i overensstemmelse med disse begrænsninger og viste, at denne tilgang kan opnå skøn tættere på den sande alder af pulsaren,” sagde Kiziltan.
De viser, at i nogle tilfælde millisekund pulsarer, der ser ud til at være unge, faktisk kan være flere milliarder år ældre. I andre tilfælde kan unge millisekund pulsarer efterligne egenskaberne ved pulsarer, der er lige så gamle som selve galaksen.
Kilder: AAS, UCSC
