Det är en millisekund pulsar ... en snabbt roterande neutronstjärna och den är på väg att nå slutet av sin massuppsamlingsfas. Det har varit upptaget, snurrat med otroligt höga rotationshastigheter på cirka 1 till 10 millisekunder och skjutit av röntgenstrålar. Nu är det något som håller på att hända. Det kommer att förlora en hel del energi och ålder mycket snabbt.
Astrofysiker Thomas Tauris från Argelander-Institut für Astronomie och Max-Planck-Institut für Radioastronomie har publicerat en artikel i 3 februari-utgåvan av Vetenskap där han genom numeriska ekvationer har visat roten till stjärnutvecklingen och åtdragningsmoment. I denna modell visas att millisekund pulsars sprider ungefär hälften av deras rotationsenergi under den sista fasen av massöverföringsprocessen och strax innan den förvandlas till en radiokälla. Dr. Tauris 'slutsatser överensstämmer med aktuella observationer och hans slutsatser förklarar också varför en radio-millisekund pulsar verkar åldersfrämd över sina följeslagare stjärnor. Detta kan vara svaret på varför pulsars under millisekund inte alls finns!
"Millisekund pulsars är gamla neutronstjärnor som har spunnits upp till höga rotationsfrekvenser via massanslutning från en binär följeslagare." säger Dr. Tauris. "En viktig fråga för att förstå fysiken i den tidiga rotationsutvecklingen av millisekund pulsars är påverkan av den expanderande magnetosfären under de terminala stadierna av massöverföringsprocessen."
Genom att dra massa och vinkelmoment från en värdstjärna i ett binärt system, lever en millisekund pulsar sitt liv som en mycket magnetiserad, gammal neutronstjärna med en extrem rotationsfrekvens. Även om vi kan anta att de är vanliga, finns det bara cirka 200 av dessa pulsartyper som är kända för att existera i galaktiska skivor och kulakluster. Den första av dessa millisekund pulsars upptäcktes 1982. Vad som räknas är de som har spinnhastigheter mellan 1,4 och 10 millisekunder, men mysteriet låg i varför de har så snabba rotationshastigheter, deras starka magnetfält och deras underligt framträdande åldrar. Till exempel, när stängs de av? Vad händer med spinnhastigheten när givarstjärnan slutar donera?
"Vi har nu för första gången kombinerat detaljerade numeriska stellar-utvecklingsmodeller med beräkningar av bromsmomentet som verkar på den snurrande pulsaren", säger Thomas Tauris, författaren till den aktuella studien. Resultatet är att millisekundspulserna förlorar ungefär hälften av sin rotationsenergi i den så kallade Roche-lob-frikopplingsfasen. Denna fas beskriver avslutningen av massöverföringen i det binära systemet. Följaktligen bör radioemitterande millisekundpulsars spinna något långsammare än deras föregångare, röntgenstrålande emitterande millisekundpulsars som fortfarande hämtar material från sin givarstjärna. Det är exakt vad observationsdata verkar föreslå. Dessutom kan dessa nya fynd hjälpa till att förklara varför vissa millisekund pulsars verkar ha karakteristiska åldrar som överstiger universumets ålder och kanske varför det inte finns några sub-millisekund radiopulsarer. ”
Tack vare den nya studien kan vi nu se hur en snurrande pulsar eventuellt kan bromsa ut från ett jämviktsspinn. Vid denna ålder saktar massöverföringshastigheten ner och påverkar den magnetosfäriska radien hos pulsaren. Detta utvidgar i sin tur och tvingar det inkommande ämnet att fungera som en propeller. Åtgärden får sedan pulsaren att bromsa sin rotation och - i sin tur - bromsa sin rotationshastighet.
"Faktiskt, utan en lösning på" avstängning "-problemet, skulle vi förvänta oss att pulsarserna till och med kommer att bromsa ner för att snurra perioder på 50-100 millisekunder under avkopplingsfasen från Roche-lob", avslutar Thomas Tauris. "Det skulle stå i motsägelse med observationsbevis för förekomsten av millisekund pulsarer."
Original berättelse Källa: Max-Planck-Institut für Radioastronomie News Release>. För vidare läsning: Spin-Down av Radio Millisecond Pulsars vid Genesis.
