Păianjenii văduva neagră şi verii lor australieni, cunoscuţi ca redbacks (păianjeni cu spate roşu), sunt de notorietate pentru uciderea şi devorarea partenerilor lor. Astronomii au consemnat un comportament similar al două specii rare de sisteme binare care conţin stele neutronice în rotaţie rapidă - cunoscute ca şi pulsari - şi le-au numit în consecinţă.

 



"Trăsătura esenţială a binarelor văduva neagră şi redback este că plasează o stea normală, dar de masă foarte mică, în vecinătatea apropiată a unui pulsar (aflat în rotaţie rapidă), ceea ce are consecinţe dezastruoase pentru stea", spune Roger Romani, membru al Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, un institut condus în colaborare de Stanford şi SLAC National Accelerator Laboratory.

Până acum astronomii au găsit cel puţin 18 văduve negre şi nouă redbacks în cadrul Căii Lactee şi membrii adiţionali ai fiecărei clase au fost descoperiţi în interiorul roiurilor stelare globulare dense care orbitează Galaxia noastră. Principala diferenţă dintre cele două este că sistemele văduva neagră conţin stele care care sunt ambele de dimensiuni mai mici şi de masă mult mai mică decât cele aflate în redbacks.

 

 

Pulsari "păianjen"

Când o stea masivă explodează ca o supernovă, nucleul strivit pe care îl lasă în urmă - o stea neutronică - comprimă o masă mai mare decât a Soarelui într-o sferă nu mai mare decât Washington, DC.

"Stelele neutronice izolate şi tinere se rotesc de câteva mii de ori pe minut şi emit fascicule de unde radio, lumină vizibilă, raze X şi raze gama. Ele generează efluvii puternice sau "vânturi" de particule de înaltă energie. Puterea pentru toate acestea derivă din câmpul magnetic rapid rotitor al stelei neutronice. În timp, pe măsură ce pulsarii solitari se rotesc mai încet, emisiile lor scad.

Cu treizeci şi doi de ani în urmă astronomii au descoperit o clasă de pulsari nouă şi mult mai rapidă. Aceste stele neutronice se rotesc la viteze uluitoare, până la 43.000 de rotaţii pe minut. Astăzi au fost catalogaţi mai mult de 300 de asemenea aşa-numiţi pulsari milisecundă.

În timp ce pulsarii tineri apar de obicei izolaţi, mai mult de jumătate din pulsarii milisecundă au un partener stelar, sugerând că interacţiunea cu o stea normală poate face steaua neutronică să se învârtească mai repede. Dar cum au primit pulsarii milisecundă izolaţi impulsul lor?

Faceţi cunoştinţă cu văduvele negre şi rubedeniile lor

"Emisia de înaltă energie şi vântul dinspre pulsar are ca principal efect încălzirea şi îndepărtarea materialul stelei normale şi în milioane până la miliarde de ani pulsarul poate mistui întreaga stea", spune Alice Harding, astrofiziciană la Goddard Space Flight Center al NASA în Greenbelt, Maryland. "Aceste sisteme pot consuma complet stelele lor companion şi acesta este modul în care, credem noi, s-au format pulsarii milisecundă".

Pentru astronomi un aspect incitant al sistemelor văduva neagră şi redback este oportunitatea de a observa cum companionul stelar primeşte energie de la pulsar. În fond, steaua serveşte ca o oglinda cosmetică, arătând emisiile pulsarilor în detalii extraordinare.

J1311


Fermi Gamma-ray Space Telescope (Telescopul spaţial Fermi în raze gama), care orbitează Pământul, excelează în detectarea pulsarilor milisecundă cu mai mult de patru duzine descoperite până în prezent. Pulsarii se evidenţiază în telescopul Fermi ca surse pronunţate de raze gama, dar căutarea pulsaţiilor lor în datele culese de Fermi este extraordinar de dificilă dacă nu ştii mai multe despre sistem. Observaţii ulterioare cu radiotelescoape sunt de obicei primele care culeg pulsaţiile propriu-zise, furnizând confirmarea că într-adevăr obiectul este un pulsar. Printr-o mai bună sincronizare şi creşterea preciziei parametrilor, studiile radio au dat posibilitatea oamenilor de ştiinţă de la Fermi să "extragă" pulsaţiile razelor gama din datele culese de Fermi.

Când Romani a început să investigheze o sursă de pulsuri găsită de Fermi, cunoscută acum ca PSR J1311-3430 (J1311, pe scurt), el a vizualizat sistemul în lumină vizibilă. Aceasta a revelat o stea slabă care îşi schimbă culoarea de la albastru intens la roşu întunecat - fierbinte şi rece, pentru stele - la fiecare oră şi jumătate. Romani a concluzionat că steaua urmărea o orbită şi era intens încălzită de un obiect compact, cel mai probabil un pulsar şi a sugerat că sistemul este o nouă văduvă neagră.

Măsurătorile lui indică faptul că faţa stelei îndreptată către pulsar este încălzită la peste 21.000 grade Fahrenheit, mai mult decât de două ori mai fierbinte decât suprafaţa Soarelui. Partea rece, roşie, revelează adevărata culoare a stelei muribunde, radiind la o temperatură de 5000 grade Fahrenheit sau mai puţin. Din aceste temperaturi oamenii de ştiinţă estimează că masa companionului este de 12 până la 17 ori mai mare decât masa lui Jupiter.

Holger Pletsch de la Albert Einstein Institute în Hanovra, Germania, a condus o echipă internaţională într-un efort de a "pieptăna" datele culese timp de patru ani la Fermi LAT în căutarea pulsurilor de raze gama de la J1311. Informaţiile referitoare la orbită stabilite de munca lui Romani au îngustat semnificativ căutarea, dar parametrii necunoscuţi ai pulsarului încă lasă 100 de milioane de miliarde combinaţii de explorat. Cu toate acestea, înarmaţi cu o nouă şi mai eficientă metodă ei au detectat un pulsar milisecundă care se roteşte de 300 de ori pe secundă - mai mult de 23.000 rotaţii pe minut.

J1311 este primul pulsar milisecundă detectat vreodată folosind numai raze gama.

J1311 şi alte sisteme binare văduvă neagră sau redback oferă laboratoare naturale unice pentru studierea îndeaproape a pulsarilor prin efectele dezastruoase asupra partenerilor lor care sunt distorsionate de atracţia mareică a stelei neutronice, aprinse de razele gama, bombardate cu particule accelerate până aproape de viteza luminii şi în cele din urmă evaporate într-o dezmembrare de proporţii cosmice.

Traducere de Marian Stănică după black-widow-pulsars-consume-their-mates cu acordul editorului

Write comments...
symbols left.
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Be the first to comment.