Podle astronomů, kteří objevili 21 nových pulsarů v klastru pomocí 100 metrů dlouhého metru Robert C. C. Klastr, zvaný hustý kulový hvězdokup v blízkosti středu naší Mléčné dráhy Terzan 5, nyní drží rekord pro pulsary, s 24, včetně tří známých před pozorováním GBT.
"Zasáhli jsme jackpot, když jsme se podívali na tento shluk," řekl Scott Ransom, astronom z observatoře National Radio Astronomy Observatory v Charlottesville, VA. "Tento klastr má nejen spoustu pulsarů - a stále očekáváme, že v nich najdeme více - ale pulsary v něm jsou velmi zajímavé." Zahrnují nejméně 13 v binárních systémech, z nichž dva se zatmění, a čtyři nejrychleji se otáčející pulsary známé v jakémkoli kulovém shluku, s nejrychlejšími dvěma rotujícími téměř 600krát za sekundu, zhruba stejně rychle jako domácí mixér, “dodal Ransom . Ransom a jeho kolegové informovali o svých zjištěních na setkání americké astronomické společnosti v San Diegu v Kalifornii a v online časopisu Science Express.
Očekává se, že četné pulsary hvězdokupu přinesou bonanzu nových informací nejen o samotných pulsarech, ale také o hustém hvězdném prostředí, ve kterém sídlí, a pravděpodobně dokonce o jaderné fyzice, podle vědců. Například předběžná měření ukazují, že dva pulsary jsou masivnější, než by některé teoretické modely dovolily. "Všechny tyto exotické pulsary nás budou zaměstnávat celé roky," řekl Jason Hessels, student doktorského studia na McGill University v Montrealu.
Kulové hvězdokupy jsou husté aglomerace až miliónů hvězd, z nichž všechny vznikly přibližně ve stejnou dobu. Pulsary jsou točící se superdense neutronové hvězdy, které při rotaci otáčí „paprsky majáku“ rádiových vln nebo světla kolem. Neutronová hvězda je to, co zbylo poté, co masivní hvězda exploduje jako supernova na konci svého života.
Pulzary v Terzanu 5 jsou produktem komplexní historie. Hvězdy v kupě vznikly asi před 10 miliardami let, říkají astronomové. Některé z nejmasivnějších hvězd v klastru explodovaly a neutronové hvězdy opustily jako zbytky už po několika milionech let. Normálně by se tyto neutronové hvězdy již nepovažovaly za rychle se otáčející pulsary: jejich rotace by se zpomalila kvůli „tažení“ jejich intenzivních magnetických polí, dokud už nebude pozorovatelný „majákový“ efekt.
Hustá koncentrace hvězd ve shluku však dala pulzary nový život. V jádru kulovité shluky může být až milión hvězd zabaleno do objemu, který by se snadno hodil mezi Slunce a naši nejbližší sousední hvězdu. V tak blízkých čtvrtích mohou hvězdy projít dostatečně blízko, aby vytvořily nové binární páry, rozdělily se na takové dvojice a binární systémy dokonce mohou obchodovat s partnery, jako propracovaný kosmický čtvercový tanec. Když se neutronová hvězda spáruje s „normální“ společenskou hvězdou, její silný gravitační tah může přitáhnout materiál ze společníka na neutronovou hvězdu. To také přenáší část rotace nebo hybnosti společníka na neutronovou hvězdu, čímž „recykluje“ neutronovou hvězdu do rychle se otáčejícího milisekundového pulsaru. V Terzanu 5 se všechny objevené pulsary v důsledku tohoto procesu rychle otáčejí.
Astronomové dříve objevili tři pulsary v Terzanu 5, asi 28 000 světelných let vzdálených v souhvězdí Střelce, ale předpokládali, že jich bylo více. 17. července 2004 Ransom a jeho kolegové použili GBT a při 6hodinovém pozorování objevili 14 nových pulsarů, nejčastěji objevených v jediném pozorování.
"Bylo to možné kvůli velké citlivosti GBT a novým schopnostem našeho backend procesoru," řekla Ingrid Stairs, profesorka na University of British Columbia ve Vancouveru. Procesor, pojmenovaný vhodně Pulsar Spigot, byl postaven ve spolupráci mezi NRAO a Kalifornským technologickým institutem. Procesor, který generuje téměř 100 GigaBytů dat za hodinu, umožnil astronomům shromažďovat a analyzovat rádiové vlny na širokém rozsahu frekvencí (1650 - 2250 MegaHertz), což zvyšuje citlivost jejich systému.
Osm dalších pozorování od července do listopadu 2004 objevilo v Terzanu 5 sedm dalších pulsarů. Data astronomů navíc ukazují důkazy pro několik dalších pulsarů, které je stále třeba potvrdit.
Budoucí studie pulsarů v Terzanu 5 pomohou vědcům porozumět povaze klastru a komplexním interakcím hvězd v jeho hustém jádru. Také několik pulsarů nabízí bohatý výnos nových vědeckých informací. Vědci mají podezření, že jeden pulsar, který ukazuje podivné zatmění svého rádiového vyzařování, nedávno vyměnil svého původního binárního společníka za jiného a dva další mají bílé trpasličí společníky, o nichž se domnívají, že byly vyrobeny kolizí neutronové hvězdy a červeno-obří hvězda. Jemné efekty pozorované v těchto dvou systémech lze vysvětlit Einsteinovou obecnou relativistickou teorií gravitace a naznačují, že neutronové hvězdy jsou masivnější, než to umožňují některé teorie. Materiál v neutronové hvězdě je stejně hustý jako v atomovém jádru, takže tato skutečnost má důsledky pro jadernou fyziku i astrofyziku.
"Najít všechny tyto pulsary bylo nesmírně vzrušující, ale vzrušení se právě začalo," řekl Ransom. "Nyní je můžeme začít používat jako bohatou a cennou kosmickou laboratoř," dodal.
Kromě Ransomu, Hesselů a schodů výzkumný tým zahrnoval Paulo Freire z observatoře Arecibo v Portoriku, Fernando Camilo z Columbia University, Victoria Kaspi z McGill University a David Kaplan z Massachusetts Institute of Technology.
Národní radioastronomická observatoř je zařízení Národní vědecké nadace, provozované na základě dohody o spolupráci sdruženými univerzitami, Inc. Výzkum pulsarů byl rovněž podporován Kanadskou nadací pro inovace, vědecký a inženýrský výzkum v Kanadě, Quebeckou nadací pro výzkum přírody a technologie, Kanadský institut pro pokročilý výzkum, Kanadský program vědeckých křesel a Národní vědecká nadace.
Původní zdroj: NRAO News Release
