Рентгеновское изображение полного поля шарового звездного скопления 47 Tucanae. Изображение предоставлено: NASA / CXC / Northwestern U./C.Heinke et al. нажмите, чтобы увеличить
Новые наблюдения Чандры дают лучшую информацию о том, почему такие нейтронные звезды, называемые миллисекундными пульсарами, вращаются так быстро. Ключ, как и в сфере недвижимости, - это местоположение, местоположение, местоположение - в этом случае тесные границы шарового звездного скопления 47 Тукана, где звезды находятся на расстоянии менее одной десятой светового года друг от друга. Здесь находится почти два десятка миллисекундных пульсаров. Эта большая выборка - бонана для астрономов, стремящихся проверить теории происхождения миллисекундных пульсаров, и увеличивает шансы на то, что они найдут критический переходный объект, такой как 47 Tuc W.
47 Tuc W выделяется из толпы, потому что он производит больше высокоэнергетических рентгеновских лучей, чем другие. Эта аномалия указывает на различное происхождение рентгеновских лучей, а именно на ударную волну из-за столкновения между веществом, текущим от звезды-компаньона, и частицами, бегущими от пульсара со скоростью, близкой к скорости света. Регулярные изменения оптического и рентгеновского света, соответствующие периоду обращения звезд, подтверждают эту интерпретацию.
Группа астрономов из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже, штат Массачусетс, указала, что рентгеновская подпись и изменчивость света от 47 Tuc W почти идентичны тем, которые наблюдаются от двойного рентгеновского источника, известного как J1808. Они предполагают, что эти сходства между известным миллисекундным пульсаром и известным рентгеновским двойным обеспечивают долгожданную связь между этими типами объектов.
Теоретически, первым шагом к созданию миллисекундного пульсара является формирование нейтронной звезды, когда массивная звезда становится сверхновой. Если нейтронная звезда находится в шаровом скоплении, она будет совершать беспорядочный танец вокруг центра скопления, подбирая звезду-компаньон, которую она позже может поменять на другую.
Как и на многолюдном танцполе, скопление в шаровом скоплении может привести к тому, что нейтронная звезда приблизится к своему спутнику или поменяется партнерами, образуя еще более тесную пару. Когда спаривание становится достаточно близким, нейтронная звезда начинает оттягивать вещество от своего партнера. Когда вещество падает на нейтронную звезду, оно испускает рентгеновские лучи. Была сформирована рентгеновская двойная система, и нейтронная звезда сделала важный второй шаг к тому, чтобы стать миллисекундным пульсаром.
Вещество, падающее на нейтронную звезду, медленно раскручивает ее, так же, как карусель ребенка может вращаться, толкая ее каждый раз, когда она появляется. После толчка от 10 до 100 миллионов лет нейтронная звезда вращается раз в несколько миллисекунд. Наконец, из-за быстрого вращения нейтронной звезды или эволюции спутника падение вещества прекращается, рентгеновское излучение уменьшается, и нейтронная звезда появляется в виде радиоизлучающего миллисекундного пульсара.
Вероятно, что звезда-компаньон в 47 Tuc W - нормальная звезда с массой, превышающей примерно восьмую массу Солнца, - является новым партнером, а не компаньоном, который вращал пульсар. Новый партнер, приобретенный сравнительно недавно в обмене, который изгнал предыдущего компаньона, пытается сбросить на себя уже раскрученный пульсар, создавая наблюдаемую ударную волну. Напротив, рентгеновский двойной J1808 не находится в шаровом скоплении и, скорее всего, обходится своим оригинальным спутником, который был обеднен до размера коричневого карлика с массой менее 5% массы Солнца.
Большинство астрономов принимают сценарий двойного раскручивания для создания миллисекундных пульсаров, потому что они наблюдают ускорение нейтронных звезд в рентгеновских двойных системах, и почти все радиомилисекундные пульсары находятся в двойных системах. До сих пор не было окончательного доказательства, потому что очень мало известно о переходных объектах между вторым и последним этапами.
Вот почему 47 Tuc W горячий. Он связывает миллисекундный пульсар со многими свойствами рентгеновского двойного с J1808, рентгеновским двойным, который ведет себя во многом как миллисекундный пульсар, таким образом предоставляя убедительные доказательства в поддержку теории.
Первоначальный источник: рентгеновская обсерватория Чандра </ a
