Že več kot dve desetletji astronomi sistematično spremljajo skrivnostne vire visokoenergijskih gama žarkov.
Eden pa je ostal neopažen – najsvetlejši neznani vir gama žarkov v Mlečni cesti. Zdelo se je, da prihaja iz binarnega sistema, oddaljenega 2.740 svetlobnih let, vendar je bila najdena le ena od zvezd.
Zdaj so astronomi rešili skrivnost in odkrili drugo zvezdo s preučevanjem podatkov o gama žarkih od leta 2008 do 2018. Zvezdi skupaj sestavljata enega najbolj nenavadnih binarnih sistemov, kar smo jih kdaj videli.
“Binarni zvezdni sistem in nevtronska zvezda v njegovem srcu, zdaj znana kot PSR J1653-0158, sta postavila nove rekorde,” je povedal astronom Lars Nieder z inštituta Albert Einstein iz Hannovra v Nemčiji.
»Odkrili smo galaktični ples supertežke kategorije z lahkoto: nevtronska zvezda z maso, ki je nekaj več kot dvakrat večja od mase našega Sonca, je izjemno težka. Njegov spremljevalec ima približno šestkrat večjo gostoto, vendar le 1 odstotek mase našega Sonca.
“Ta” čuden par “se vrti vsakih 75 minut, hitreje kot vsi znani primerljivi binarni programi.”
Od leta 2009 velja, da bi moral gama žarke, ki jih zazna sistem, proizvajati gama pulsar. Nato so leta 2014 rentgenska in optična opazovanja vira gama odkrila spremenljivo zvezdo v obdobju 75 minut.
Bila je majhna spremljevalna zvezda in astronomi so verjeli, da 75-minutno obdobje ustreza orbitalnemu obdobju, druga zvezda pa je vir gama žarkov.
Druga zvezda je veljala za pulsarja. To je vrsta hitro vrtljive nevtronske zvezde, ki med vrtenjem oddaja sevanje s svojih polov. Ti žarki so nekoliko podobni svetilniku, ki utripa (ali utripa) mimo opazovalca s hitrostjo vrtenja zvezde.
Vendar se pulsar vrti zelo hitro, več kot 500-krat na sekundo. Milisekundni pulsarji se vrtijo zelo hitro; to je tisto, kar predstavlja “milisekundni” del njihovega imena. Toda PSR J1653-0158 ima eno najvišjih hitrosti vrtenja, kar so jih kdaj opazili pri pulzarjih.
Poleg tega ima zvezda zelo šibko magnetno polje.
Tudi satelit je precej čuden, saj ima neverjetno majhno maso. Ekipa verjame, da gre za helijevega belega škrata, ki ga je absorbiral pulsar. Tak sistem je znan kot binarni sistem črna vdova.
“Ostanki pritlikave zvezde krožijo okoli pulzara 1,3-krat več kot razdalja Zemlja-Luna v samo 75 minutah s hitrostjo več kot 700 kilometrov na sekundo,” je dejal Nieder.
“Ta nenavadni duet bi lahko nastal iz izjemno tesnega binarnega sistema, v katerem je snov najprej tekla od spremljevalne zvezde do nevtronske zvezde, povečala svojo maso in povzročila, da se je vedno hitreje vrtela, hkrati pa oslabila magnetno polje.”
Vizualizacija sistema (spodaj) v primerjavi z Zemljo in Luno (zgoraj). (Knispel / Clark / Inštitut za gravitacijsko fiziko Max Planck / NASA).
To hipotezo potrjujejo študije skupine radijskih valov. Če jih pulsar odda, jih ne moremo zaznati; to je lahko posledica tega, da je sistem obdan z gostim oblakom materiala iz pritlikave zvezde. Gama sevanje bi lahko prodrlo v ta oblak, ne pa tudi v radijske valove.
V vsakem primeru je PSR J1653-0158 šele drugi odkriti milisekundni pulsar, ki ne oddaja nobenih zaznavnih radijskih valov.
“V binarnih sistemih, kakršnega smo zdaj odkrili, pulsarjem rečejo” črne vdove “, ker tako kot pajki z istim imenom tako rekoč jedo svoje partnerje,” je dejal Clarke.
“Pulsar izhlapi svoj satelit s sevanjem in napolni zvezdni sistem s plazmo, ki je neprepustna za radijske valove.”
Študija je objavljena v The Astrophysical Journal Letters.
