Keď masívne hviezdy dosiahnu koniec svojho životného cyklu, vybuchnú v obrovskej supernove a odhodia väčšinu svojho materiálu. Zostáva „milisekundový pulzar“, superhustá, vysokomagnetizovaná neutrónová hviezda, ktorá sa rýchlo točí a vyžaruje lúče elektromagnetického žiarenia. Nakoniec tieto hviezdy stratia svoju rotačnú energiu a začnú sa spomaľovať, ale môžu sa pomocou spoločníka znova zrýchliť.
Podľa nedávnej štúdie bol medzinárodný tím vedcov svedkom tejto zriedkavej udalosti, keď pozoroval ultratenký pulzár nachádzajúci sa v susednej galaxii Andromeda (XB091D). Výsledky ich štúdie naznačujú, že tento pulzar sa zrýchľuje už milión rokov, čo je pravdepodobne výsledok zajatého spoločníka, ktorý odvtedy obnovuje svoju rýchlu rotačnú rýchlosť.
Typicky, keď sa pulzary spárujú s obyčajnou hviezdou, výsledkom je binárny systém pozostávajúci z pulzaru a bieleho trpaslíka. K tomu dôjde potom, čo pulzar stiahne vonkajšie vrstvy hviezdy a zmení ich na bieleho trpaslíka. Materiál z tejto vonkajšej vrstvy potom vytvorí okolo pulzaru narastajúci disk, ktorý vytvára „horúcu škvrnu“, ktorá jasne žiari v röntgenovom spektre a kde teploty môžu dosiahnuť až milióny stupňov.
Tím bol vedený Ivanom Zolotukhinom zo Sternbergského astronomického ústavu na Moskovskej štátnej univerzite v Lomonosove (MSU). Jeho členmi boli astronómovia z University of Toulouse, Národného ústavu pre astrofyziku (INAF) a Smithsonovského astrofyzikálneho observatória. Výsledky štúdie boli uverejnené v The Astrofyzical Journal pod názvom „Najpomalší rotujúci röntgenový pulsár v extragalaktickom globulárnom klastri“.
Ako uvádzajú vo svojom článku, detekcia tohto pulzaru bola možná vďaka údajom zozbieraným vesmírnym observatóriom XMM-Newton z rokov 2000 - 2013. V tejto dobe spoločnosť XMM-Newton zhromaždila informácie o približne 50 miliónoch röntgenových fotónov, ktoré astronómovia z MSU v Lomosove spojili do otvorenej online databázy.
Táto databáza umožňuje astronómom bližšie sa pozrieť na mnoho predtým objavených objektov. Zahŕňa to XB091D, pulzár s periódou (tiež známy ako „druhý pulzar“), ktorý sa nachádza v jednom z najstarších guľových hviezdokopov v galaxii Andromeda. Nájsť röntgenové snímky, ktoré by im umožnili charakterizovať XB091D, však nebolo ľahké. Ako Ivan Zolotukhin vysvetlil v tlačovej správe MSU:
„Detektory na XMM-Newton detekujú iba jeden fotón z tohto pulzaru každých päť sekúnd. Preto je možné hľadať pulzary medzi rozsiahlymi údajmi XMM-Newton porovnávať s hľadaním ihly v kupce sena. V skutočnosti sme na tento objav museli vytvoriť úplne nové matematické nástroje, ktoré nám umožnili vyhľadávať a extrahovať periodický signál. Teoreticky existuje veľa aplikácií pre túto metódu, vrátane aplikácií mimo astronómie. “
Na základe celkom 38 pozorovaní XMM-Newton tím dospel k záveru, že tento pulzar (ktorý bol v tom čase jediným známym pulzánom svojho druhu mimo našej galaxie) je v počiatočných fázach „omladenia“. Stručne povedané, ich pozorovania naznačili, že pulzár sa začal zrýchľovať pred menej ako 1 miliónom rokov. Tento záver bol založený na skutočnosti, že XB091D je doteraz najpomalším rotujúcim globulárnym klastrovým pulzárom, ktorý bol doteraz objavený.
Neutrónová hviezda dokončí jednu otáčku za 1,2 sekundy, čo je viac ako 10-krát pomalšie ako predchádzajúci držiteľ záznamu. Z údajov, ktoré pozorovali, boli tiež schopní charakterizovať prostredie okolo XB091D. Napríklad zistili, že pulzar a jeho binárny pár sa nachádzajú v extrémne hustej globulárnej skupine (B091D) v galaxii Andromeda - asi 2,5 milióna svetelných rokov.
Odhaduje sa, že tento klaster je starý 12 miliárd rokov a obsahuje milióny starých slabých hviezd. Je to spoločník, ktorý je hviezdou 0,8 solárnej hmoty a samotný binárny systém má rotačnú periódu 30,5 hodiny. Odhadujú sa, že za približne 50 000 rokov bude pulzar dostatočne zrýchľovať, aby sa opäť merala rotačná perióda v milisekundách - t. J.
Je zaujímavé, že umiestnenie XB910D v tejto obrovskej oblasti hviezd s veľmi vysokou hustotou je to, čo jej umožnilo zachytiť spoločníka asi pred 1 miliónom rokov a začať proces „omladenia“ na prvom mieste. Ako vysvetlil Zolotukhin:
„V našej galaxii sa v 150 známych guľových zhlukoch nepozorujú také pomalé röntgenové pulzary, pretože ich jadrá nie sú dostatočne veľké a husté na to, aby tvorili dostatočne vysoké binárne hviezdy. To naznačuje, že jadro klastra B091D, s mimoriadne hustou skladbou hviezd v XB091D, je oveľa väčšie ako obvyklé klastre. Ide teda o veľký a pomerne zriedkavý objekt - s hustým zvyškom malej galaxie, ktorú galaxia Andromeda raz pohltila. Hustota hviezd tu v oblasti, ktorá je asi 2,5 svetelných rokov, je asi 10 miliónov krát vyššia ako v blízkosti Slnka. “
Vďaka tejto štúdii a matematickým nástrojom, ktoré tím vyvinul na nájdenie, budú astronómovia pravdepodobne v nasledujúcich rokoch schopní znovu navštíviť mnoho predtým objavených objektov. V týchto rozsiahlych súboroch údajov by mohlo byť veľa príkladov zriedkavých astronomických udalostí, ktoré čakajú, až budú svedkami a budú riadne charakterizované.
Ďalšie čítanie: The Astrofyzical Journal, Moskovská štátna univerzita v Lomonosove
