Kad ogromne zvijezde dođu do kraja svog životnog ciklusa, eksplodiraju u masivnoj supernovi i odbacuju većinu svog materijala. Ostalo je "miliskundi pulsar", super gusta, magnetizirana neutronska zvijezda koja se brzo vrti i emitira zrake elektromagnetskog zračenja. Na kraju ove zvijezde gube rotacijsku energiju i počinju usporavati, ali mogu se ubrzati ponovo uz pomoć suputnika.
Prema nedavnom istraživanju, međunarodni tim znanstvenika bio je svjedok ovog rijetkog događaja prilikom promatranja ultra spora pulsara smještenog u susjednoj Andromedinoj galaksiji (XB091D). Rezultati njihove studije pokazali su da ovaj puls ubrzava posljednjih milijun godina, što je vjerovatno rezultat zarobljenog pratioca koji je od tada vratio svoju veliku brzinu rotacije.
Kada se pulsari obično spajaju s običnom zvijezdom, rezultat je binarni sustav koji se sastoji od pulsara i bijelog patuljka. To se događa nakon što pulsar povuče vanjske slojeve zvijezde i pretvori je u bijelog patuljka. Materijal iz ovog vanjskog sloja tada formira akrecijski disk oko pulsara, koji stvara „vruću točku“ koja sjajno zrači u spektruumu rendgenskih zraka i gdje temperature mogu doseći milione stupnjeva.
Tim je vodio Ivan Zolotukhin s Aternomskog instituta Sternberg na Moskovskom državnom sveučilištu Lomonosov (MSU), a u njega su bili uključeni astronomi sa Sveučilišta u Toulouseu, Nacionalnog instituta za astrofiziku (INAF) i Smithsonian Astrophysical Observatory. Rezultati studije objavljeni su u The Astrophysical Journal pod naslovom "najsporiji centrifugalni reljefni puls u ekstragalaktičnom globularnom klasteru".
Kako navode u svom radu, otkrivanje ovog pulsara omogućeno je zahvaljujući podacima koje je prikupio svemirski opservatorij XMM-Newton u razdoblju 2000-2013. U to je vrijeme XMM-Newton prikupio informacije o približno 50 milijardi rendgenskih fotona, koje su astronomi združili u MSU Lomosov u kombinaciji s otvorenom internetskom bazom podataka.
Ova baza podataka omogućila je astronomima da detaljnije razgledaju mnoge ranije otkrivene objekte. Ovo uključuje XB091D, pulsar s razdobljem sekundi (aka. "Drugi pulsar") smješten u jednom od najstarijih globularnih zvijezdanih grozdova u galaksiji Andromeda. No, pronalaženje rendgenskih fotografija koje bi im omogućile da okarakteriziraju XB091D nije bio lak zadatak. Kao što je Ivan Zolotukhin objasnio u priopćenju MSU-a:
„Detektori na XMM-Newtonu otkrivaju samo jedan foton iz ovog pulsara svakih pet sekundi. Stoga se potraga za pulsima među opsežnim podacima XMM-Newtona može usporediti s potragom za iglom u sijenu. Zapravo, za ovo otkriće morali smo stvoriti potpuno nove matematičke alate koji su nam omogućili pretraživanje i ekstrakciju periodičnog signala. Teoretski, postoji mnogo primjena za ovu metodu, uključujući one izvan astronomije. "
Na temelju ukupno 38 XMM-Newtonovih promatranja, tim je zaključio da je ovaj pulsar (koji je u to vrijeme bio jedini poznati pulsar izvan naše galaksije), u najranijim fazama "pomlađivanja". Ukratko, njihova su zapažanja pokazala da je pulsar počeo ubrzavati prije manje od 1 milijun godina. Ovaj zaključak zasnovan je na činjenici da je XB091D najsporiji rotacijski kuglasti pulsar otkriven do danas.
Neutronska zvijezda završi jednu rotaciju u 1,2 sekunde, što je više od 10 puta sporije od prethodnog rekordera. Prema podacima koje su opazili, također su mogli karakterizirati okoliš oko XB091D. Na primjer, otkrili su da se pulsar i njegov binarni par nalaze u izuzetno gustom globularnom skupu (B091D) u galaksiji Andromeda - udaljenom oko 2,5 milijuna svjetlosnih godina.
Procjenjuje se da ovaj skup ima 12 milijardi godina i da sadrži milijune starih, slabih zvijezda. U međuvremenu je to zvijezda zvijezde 0,8 solarne mase, a sam binarni sustav ima rotaciju od 30,5 sati. I otprilike za 50.000 godina, procjenjuju, pulsar će se dovoljno ubrzati kako bi ponovno imao rotacijsko razdoblje izmjereno u milisekundama - tj. Milisekundi pulsara.
Zanimljivo je da je mjesto XB910D unutar ovog ogromnog područja zvijezda super visoke gustoće ono što mu je omogućilo da uhvati pratioca prije oko 1 milijun godina i započeo proces „pomlađivanja“ na prvom mjestu. Kao što je Zolotukhin objasnio:
"U našoj galaksiji ne postoje tako spori rendgenski pulsiri u 150 poznatih globularnih klastera, jer njihove jezgre nisu velike i guste da formiraju bliske binarne zvijezde s dovoljno visokom brzinom. To ukazuje da je jezgra klastera B091D, s izuzetno gustim sastavom zvijezda u XB091D, mnogo veća od one uobičajene nakupine. Dakle, imamo posla s velikim i prilično rijetkim objektom - s gustim ostatkom male galaksije koju je nekada proždirala galaksija Andromeda. Gustoća zvijezda ovdje, u regiji koja je dugačka oko 2,5 svjetlosne godine, je oko 10 milijuna puta veća nego u blizini Sunca. "
Zahvaljujući ovoj studiji i matematičkim alatima koje je tim razvio kako bi je pronašli, astronomi će u narednim godinama vjerojatno moći pregledati mnoge prethodno otkrivene objekte. Unutar ovih ogromnih podataka može se naći mnogo primjera rijetkih astronomskih događaja koji čekaju da ih se svjedoči i pravilno okarakteriziraju.
Daljnje čitanje: Astrofizički časopis, Moskovsko državno sveučilište Lomonosov
