пульсари; Чорна вдова; воно пожирає своїх партнерів
"Суттєвою особливістю чорної вдови і бінарних файлів із зворотним зв'язком є те, що вони розміщують нормальну, але дуже малу масову зірку в безпосередній близькості від (швидко обертається) пульсара, що має згубні наслідки для зірки", - сказав Роджер Романі, член Інститут астрофізики та космології частинок Кавлі, інститут, який працює у співпраці зі Стенфордом та Національною лабораторією прискорювачів SLAC.
Наразі астрономи знайшли принаймні 18 чорних вдів і дев'ять відбитків у Чумацькому Шляху, а додаткові представники кожного класу були виявлені всередині щільних кулястих зоряних скупчень, що обертаються навколо нашої галактики. Головна відмінність між ними полягає в тому, що системи чорних вдів містять зірки, менші за розміром і набагато менші за масою, ніж ті, що мають червоні спини.
Браслети-павуки
Коли масивна зірка вибухає, як наднова, подрібнене ядро, яке вона залишає - нейтронна зірка - стискає масу, більшу за Сонце, у сферу, не більшу за Вашингтон, округ Колумбія.
"Ізольовані молоді нейтронні зірки обертаються кілька тисяч разів на хвилину і випромінюють пучки радіохвиль, видимого світла, рентгенівських та гамма-променів. Вони генерують сильний витік або" вітри "з високоенергетичних частинок. Сила всього цього походить від швидко обертового магнітного поля нейтронної зірки З часом, коли поодинокі пульсари обертаються повільніше, їх викиди зменшуються.
Тридцять два роки тому астрономи відкрили новий і набагато швидший клас пульсарів. Ці нейтронні зірки обертаються з дивовижною швидкістю, до 43 000 обертів на хвилину. Сьогодні каталогізовано понад 300 так званих мілісекундних пульсарів.
Хоча молоді пульсари зазвичай здаються ізольованими, більше половини мілісекунд пульсарів мають зоряного партнера, що припускає, що взаємодія з нормальною зіркою може призвести до швидшого обертання нейтронної зірки. Але коли мілісекундні пульсари отримували, вони ізолювали свій імпульс?
Зустріньте чорних вдів та їх родичів
"Емісія високих енергій і вітер від пульсара мають основний ефект нагрівання та видалення нормального зіркового матеріалу, і через мільйони до мільярдів років пульсар може спалити всю зірку", - сказала Аліса Хардінг, астрофізик Центру космічних польотів "Годдард" НАСА в Грінбелті, штат Меріленд. . "Ці системи можуть повністю поглинати зірки-супутники, і ось так, ми вважаємо, утворилися мілісекундні пульсари".
Для астрономів захоплюючим аспектом роботи чорної вдови та систем повернення є можливість спостерігати, як зоряний супутник отримує енергію від пульсара. Зрештою, зірка служить косметичним дзеркалом, демонструючи випромінювання пульсарів надзвичайно детально.
J1311
Космічний телескоп Фермі, який обертається навколо Землі, чудово виявляє мілісекундні імпульси, виявивши на сьогодні понад чотири десятки. Пульсари виділяються у телескопі Фермі як яскраво виражені джерела гамма-випромінювання, але знайти їх імпульси в даних, зібраних Фермі, надзвичайно складно, якщо ви не знаєте більше про систему. Подальші спостереження за допомогою радіотелескопів, як правило, першими визначають справжні пульсації, забезпечуючи підтвердження того, що об’єкт справді є пульсаром. Завдяки кращій синхронізації та підвищенню точності параметрів, радіодослідження дозволили вченим Фермі "витягувати" імпульси гамма-променів із даних, зібраних Фермі.
Коли Романі почав досліджувати джерело імпульсів, знайдений Фермі, який тепер відомий як PSR J1311-3430 (коротше J1311), він візуалізував систему у видимому світлі. Він виявив слабку зірку, яка кожні півтори години змінює колір від насиченого синього до темно-червоного - гарячого та холодного для зірок. Романі дійшов висновку, що зірка рухається по орбіті і сильно нагрівався компактним об’єктом, швидше за все, пульсаром, і припустив, що система - нова чорна вдова.
Його виміри вказують на те, що обличчя зірки, звернене до пульсара, нагрівається до понад 21000 градусів за Фаренгейтом, більш ніж удвічі гарячіше поверхні Сонця. Холодна, червона частина виявляє справжній колір вмираючої зірки, що випромінює при температурі 5000 градусів за Фаренгейтом або менше. За цими температурами вчені підрахували, що маса супутника в 12-17 разів перевищує масу Юпітера.
Хольгер Плеч з Інституту Альберта Ейнштейна в Ганновері, Німеччина, очолив міжнародну команду, намагаючись "прочесати" дані, зібрані протягом чотирьох років у Fermi LAT, в пошуках імпульсів гамма-випромінювання на J1311. Інформація про орбіту, встановлена роботою Романі, значно звузила пошук, але невідомі параметри пульсара все ще залишають для дослідження 100 мільйонів мільярдів комбінацій. Однак, озброївшись новим та більш ефективним методом, вони виявили мілісекундний пульсар, який обертається 300 разів на секунду - більше 23000 обертів на хвилину.
J1311 - це перший мілісекундний пульсар, коли-небудь виявлений за допомогою лише гамма-променів.
J1311 та інші двійкові системи чорних вдів або відновлювачів пропонують унікальні природні лабораторії для пильного вивчення пульсарів через згубний вплив на їх партнерів, спотворений припливним притяганням нейтронної зірки, освітленої гамма-променями, бомбардованими частинками, прискореними до швидкості світла нарешті випарувався до розчленування космічних пропорцій.