Det er en millisekund pulsar ... en hurtigt roterende neutronstjerne, og den er ved at nå slutningen af sin masseindsamlingsfase. Det har været travlt med at dreje med utrolige høje rotationshastigheder på ca. 1 til 10 millisekunder og skyde røntgenstråler. Nu er noget ved at ske. Det mister meget energi og alder meget hurtigt.
Astrofysiker Thomas Tauris fra Argelander-Institut für Astronomie og Max-Planck-Institut für Radioastronomie har offentliggjort en artikel i 3. februar-udgaven af Videnskab hvor han gennem numeriske ligninger har vist roden til stjernernes evolution og accretionsmomenter. I denne model viser det sig, at millisekund pulsarer spreder ca. halvdelen af deres rotationsenergi i den sidste fase af masseoverførselsprocessen og lige inden den bliver til en radiokilde. Dr. Tauris 'konklusioner stemmer overens med de nuværende observationer, og hans konklusioner forklarer også, hvorfor en radio-millisekund pulsar forekommer aldersfremstødende over deres ledsagerstjerner. Dette kan være svaret på, hvorfor pulsars under millisekund slet ikke findes!
"Millisekund pulsarer er gamle neutronstjerner, der er blevet spundet op til høje rotationsfrekvenser via massetilbagetrækning fra en binær ledsagerstjerne." siger Dr. Tauris. "Et vigtigt spørgsmål til forståelse af fysikken i den tidlige spin-udvikling af millisekund pulsarer er virkningen af den ekspanderende magnetosfære under de terminale faser af masseoverførselsprocessen."
Ved at trække masse og vinkelmoment fra en værtsstjerne i et binært system lever en millisekund pulsar sit liv som en stærkt magnetiseret, gammel neutronstjerne med en ekstrem rotationsfrekvens. Selvom vi måske antager, at de er almindelige, er der kun ca. 200 af disse pulsartyper, der vides at eksistere i galaktiske skiver og kugleformede klynger. Den første af disse millisekund pulsarer blev opdaget i 1982. Hvad der tæller er dem, der har omdrejningshastigheder mellem 1,4 og 10 millisekunder, men mysteriet lå i, hvorfor de har så hurtige omdrejningshastigheder, deres stærke magnetfelter og deres underligt fremtrædende aldre. Hvornår slukker de for eksempel? Hvad sker der med omdrejningsraten, når donorstjernen holder op med at donere?
”Vi har nu for første gang kombineret detaljerede numeriske stjernevolutionsmodeller med beregninger af bremsemomentet, der virker på den roterende pulsar,” siger Thomas Tauris, forfatteren af denne undersøgelse. ”Resultatet er, at millisekundspulsarerne mister cirka halvdelen af deres rotationsenergi i den såkaldte Roche-lob-afkoblingsfase. Denne fase beskriver afslutningen af masseoverførslen i det binære system. Derfor bør radioemitterende millisekund pulsarer dreje lidt langsommere end deres forfædre, røntgenstråle, der udsender millisekund pulsarer, som stadig henter materiale fra deres donorstjerne. Det er nøjagtigt, hvad observationsdataene synes at antyde. Desuden kan disse nye fund hjælpe med at forklare, hvorfor nogle millisekund pulsarer ser ud til at have karakteristiske aldre, der overstiger universets alder, og måske hvorfor der ikke findes nogen sub-millisekund radiopulsarer. ”
Takket være denne nye undersøgelse er vi nu i stand til at se, hvordan en spinnende pulsar muligvis kunne bremse ud af et ligevægtsspin. I denne alder bremser masseoverførselshastigheden og påvirker den magnetosfæriske radius af pulsaren. Dette udvider igen og tvinger det indgående stof til at fungere som en propell. Handlingen får derefter pulsen til at bremse sin rotation og - til gengæld - bremse dens omdrejningshastighed.
”Faktisk, uden en løsning på“ slukke ”-problemet, ville vi forvente, at pulsarerne endda bremser ned til spinperioder på 50-100 millisekunder i Roche-lob-afkoblingsfasen”, konkluderer Thomas Tauris. ”Det ville være i modstrid med observationsbeviser for eksistensen af millisekund pulsarer.”
Original historiekilde: Max-Planck-Institut für Radioastronomie Nyhedsmeddelelse>. For yderligere læsning: Spin-Down af Radio Millisecond Pulsars ved Genesis.
