Sa izuzetnom kampanjom posmatranja koja je uključivala 12 teleskopa i na zemlji i u svemiru, uključujući tri objekta Evropske južne opservatorije (ESO), astronomi su otkrili čudno ponašanje pulsara, mrtve zvezde koja se superbrzo okreće.
Poznato je da se ovaj misteriozni objekat skoro konstantno prebacuje između dva režima osvetljenja, nešto što je do sada bilo enigma. Ali astronomi su sada otkrili da su iznenadna izbacivanja materije iz pulsara tokom veoma kratkih perioda odgovorna za neobične prekidače.
„Bili smo svedoci izuzetnih kosmičkih događaja u kojima se ogromne količine materije, slične kosmičkim topovima, lansiraju u svemir u veoma kratkom vremenskom periodu od desetina sekundi iz malog, gustog nebeskog objekta koji se rotira neverovatno velikom brzinom“, kaže Marija Kristina Baljio. , istraživač na Univerzitetu Njujork u Abu Dabiju, povezan sa Italijanskim nacionalnim institutom za astrofiziku (INAF), i glavni autor rada objavljenog u Astronomi & Astrophisics.
Pulsar je brzo rotirajuća, magnetna, mrtva zvezda koja emituje snop elektromagnetnog zračenja u svemir. Dok se rotira, ovaj snop se kreće po kosmosu — slično kao snop svetionika koji skenira svoju okolinu — i astronomi ga detektuju dok seče liniju vida na Zemlju. Zbog toga izgleda da zvezda pulsira u sjaju gledano sa naše planete.
PSR J1023+0038, ili skraćeno J1023, je posebna vrsta pulsara sa bizarnim ponašanjem. Smešten na oko 4.500 svetlosnih godina u sazvežđu Sektans, usko kruži oko druge zvezde. Tokom protekle decenije, pulsar je aktivno povlačio materiju sa ovog pratioca, koja se akumulira u disku oko pulsara i polako pada prema njemu.
Otkako je započeo ovaj proces akumulacije materije, snop koji se širi je praktično nestao i pulsar je počeo da se neprestano prebacuje između dva moda. U ‘visokom’ modu, pulsar emituje sjajne rendgenske zrake, ultraljubičasto i vidljivo svetlo, dok je u ‘niskom’ modu prigušeniji na ovim frekvencijama i emituje više radio talasa. Pulsar može ostati u svakom režimu nekoliko sekundi ili minuta, a zatim se prebaciti na drugi režim za samo nekoliko sekundi. Ovo prebacivanje je do sada zbunilo astronome. Kredit: ESO/M. Kornmesser
„Naša kampanja posmatranja bez presedana da bismo razumeli ponašanje ovog pulsara uključivala je desetak vrhunskih zemaljskih i svemirskih teleskopa“, kaže Frančesko Koti Zelati, istraživač Instituta za svemirske nauke u Barseloni, Španija, i jedan od vodećih autor papir.
Kampanja je uključivala ESO-ov veoma veliki teleskop (VLT) i ESO-ov teleskop nove tehnologije (NTT), koji je detektovao vidljivu i blisku infracrvenu svetlost, kao i Atacama veliki milimetarski/submilimetarski niz (ALMA), u kojem je ESO partner. Tokom dve noći u junu 2021. primetili su da sistem pravi preko 280 prekidača između visokog i niskog režima.
„Otkrili smo da prebacivanje režima proizilazi iz zamršene interakcije između pulsarnog vetra, toka visokoenergetskih čestica koje se udaljavaju od pulsara i materije koja teče ka pulsaru“, kaže Coti Zelati, koji je takođe povezan sa INAF-om.
U niskom režimu, materija koja teče prema pulsaru se izbacuje u uskom mlazu okomitom na disk. Postepeno, ova materija se akumulira sve bliže pulsaru i, kako se to dešava, na nju udari vetar koji duva sa pulsirajuće zvezde, uzrokujući zagrevanje materije. Sistem je sada u visokom režimu, sjajno sija na rendgenskom, ultraljubičastom i vidljivom svetlu. Na kraju, mrlje ove vruće materije uklanja pulsar preko mlaza. Sa manje vruće materije na disku, sistem svetli manje, vraćajući se u niski režim.
Iako je ovo otkriće otkrilo misteriju čudnog ponašanja J1023, astronomi još moraju mnogo da nauče iz proučavanja ovog jedinstvenog sistema, a ESO-ovi teleskopi će nastaviti da pomažu astronomima da posmatraju ovaj neobičan pulsar. Konkretno, ESO-ov ekstremno veliki teleskop (ELT), koji je trenutno u izgradnji u Čileu, ponudiće neviđen pogled na mehanizme prebacivanja J1023.
„ELT će nam omogućiti da steknemo ključne uvide u to kako na obilje, distribuciju, dinamiku i energiju materije koja ulazi oko pulsara utiče ponašanje promene režima“, zaključuje Serđo Kampana, direktor istraživanja u INAF Brera opservatoriji i koautor studije.
