Se spune că un „păianjen” cosmic este o sursă de raze gamma puternice

Impresia artistică a unui sistem binar de pitică albă în evoluție (prim-plan) și pulsar de milisecunde (fond). Folosind telescopul SOAR de 4,1 metri de pe Cerro Pachón din Chile, parte a Observatorului Inter-American Cerro Tololo, un program al NOIRLab al NSF, astronomii au descoperit primul exemplu de sistem binar compus al unei pitice albe în evoluție, care orbitează un pulsar de milisecunde. în care pulsarul de milisecunde se află în faza finală a procesului de spin-up. Sursa, detectată inițial de Telescopul Spațial Fermi, este o „vergă lipsă” în evoluția acestor sisteme binare. Credit: NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva / Spaceengine Mulțumiri: M. Zamani (NSF’s NOIRLab)

Folosind telescopul SOAR de 4,1 metri din Chile, astronomii au descoperit primul exemplu de sistem binar în care o stea aflată în proces de a deveni pitică albă orbitează în jurul unei stele neutronice care tocmai s-a transformat într-un pulsar care se rotește rapid. Perechea, detectată inițial de Telescopul Spațial Fermi Gamma-ray, este o „veriga lipsă” în evoluția acestor sisteme binare.


O sursă strălucitoare și misterioasă de raze gamma s-a dovedit a fi o stea neutronică care se învârte rapid – numită pulsar de milisecunde – care orbitează în jurul unei stea în evoluție într-o pitică albă de masă extrem de mică. Aceste tipuri de sisteme binare sunt numite „păianjeni” de către astronomi, deoarece pulsarul tinde să „mânânce” părțile exterioare ale stelei însoțitoare atunci când se transformă într-o pitică albă.

Cei doi au fost detectați de astronomi folosind telescopul SOAR de 4,1 metri de pe Cerro Pachón din Chile, parte a Observatorului Inter-American din Cerro Tololo (CTIO), un program al NOIRLab al NSF.

Telescopul spațial Fermi Gamma-Ray de la NASA enumeră obiectele din univers care au produs raze gamma abundente de la lansarea sa în 2008, dar nu toate sursele de raze gamma pe care le detectează au fost clasificate. Una dintre aceste surse, numită 4FGL J1120.0-2204 de astronomi, a fost a doua cea mai strălucitoare sursă de raze gamma de pe întreg cerul care nu fusese identificată până acum.

Astronomii din Statele Unite și Canada, conduși de Samuel Swihart de la Laboratorul de Cercetare Navală din Washington, DC, au folosit spectrograful Goodman de pe telescopul SOAR pentru a determina adevărata identitate a 4FGL J1120.0-2204. Sursa de raze gamma, care emite și raze X, așa cum s-a observat de telescoapele spațiale Swift de la NASA și XMM-Newton ale ESA, s-a dovedit a fi un sistem binar format dintr-un „pulsar milisecundă„care se rotește de sute de ori pe secundă și precursorul unei pitice albe de masă extrem de mică. Perechea se află la mai mult de 2.600 de ani lumină distanță.

„Timpul petrecut de Universitatea de Stat din Michigan pe telescopul SOAR, locația sa în emisfera sudică și acuratețea și stabilitatea spectrografului Goodman au fost toate aspectele importante ale acestei descoperiri”, a spus Swihart.

„Acesta este un prim exemplu al modului în care telescoapele de dimensiuni medii în general, și SOAR în special, pot fi folosite pentru a ajuta la caracterizarea descoperirilor neobișnuite făcute cu alte facilități terestre și spațiale”, notează Chris Davis, directorul programului NOIRLab la US National Science. Fundație. „Apreciem că SOAR va juca un rol esențial în urmărirea multor alte surse care variază în timp și multi-messenger în următorul deceniu.”

Spectrul optic al sistemului binar măsurat de spectrograful Goodman a arătat că lumina companionului pitic proto-alb este deplasată Doppler – deplasată alternativ roșu și albastru – indicând că orbitează o stea neutronică compactă și masivă la fiecare 15 ore.

„De asemenea, spectrele ne-au permis să constrângem temperatura aproximativă și gravitația de suprafață a stelei însoțitoare”, explică Swihart, a cărei echipă a reușit să preia aceste proprietăți și să le aplice modelelor care descriu evoluția sistemelor stelelor binare. Acest lucru le-a permis să stabilească că perechea este precursorul unei pitice albe de masă extrem de mică, cu o temperatură la suprafață de 8.200 ° C (15.000 ° F) și o masă de numai 17% din cea a soarelui.

Când o stea cu o masă similară cu cea a Soarelui sau mai puțin ajunge la sfârșitul vieții sale, va rămâne fără hidrogenul folosit pentru a alimenta procesele de fuziune nucleară din nucleul său. Pentru o vreme, heliul preia și alimentează steaua, făcând-o să se contracte și să se încălzească, făcând-o să se extindă și să evolueze într-o gigantă roșie la câteva sute de milioane de mile distanță. În cele din urmă, straturile exterioare ale acestei stele umflate se pot acumula pe un companion binar și fuziunea nucleară se oprește, lăsând în urmă o pitică albă de dimensiunea Pământului, care sfârâie la temperaturi care depășesc 100.000 ° C (180.000 ° F).

Folosind telescopul SOAR de 4,1 metri din Chile, astronomii au descoperit primul exemplu de sistem binar în care o stea aflată în proces de a deveni pitică albă orbitează în jurul unei stele neutronice care tocmai s-a transformat într-un pulsar care se rotește rapid. Perechea, detectată inițial de Telescopul Spațial Fermi Gamma-ray, este o „veriga lipsă” în evoluția acestor sisteme binare. Credit: Imagini și videoclipuri: NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva / Spaceengine / CTIO / SOAR / JP Burgos / Centrul de zbor spațial Goddard al NASA / Chris Smith (USRA / GESTAR) / Caltech / IPAC Mulțumiri: M. Zamani (NSF) NOIRLab) / Muzică: Stellardrone – Airglow

Pitica proto-albă a sistemului 4FGL J1120.0-2204 încă nu a terminat de evoluat. „În prezent, este umflat și raza sa este de aproximativ cinci ori mai mare decât piticile albe normale cu mase similare”, explică Swihart. „Va continua să se răcească și să se contracte și, în aproximativ două miliarde de ani, va arăta ca multe dintre piticele albe cu masă extrem de mică pe care le cunoaștem deja”.

Pulsarii de milisecunde se rotesc de sute de ori pe secundă. Ele sunt rotite prin acumularea materiei unui însoțitor, în acest caz al stelei care a devenit pitica albă. Majoritatea pulsarilor de milisecunde emit raze gamma și raze X, adesea atunci când vântul pulsar, care este un flux de particule încărcate care emană din steaua neutronică care se învârte, se ciocnește cu materia emisă de o stea însoțitoare.

Aproximativ 80 de mase extrem de mici pitice albe sunt cunoscute, dar „este primul precursor al unei pitice albe cu masă extrem de mică care probabil orbitează în jurul unei stele neutronice”, explică Swihart. Prin urmare, 4FGL J1120.0-2204 este o interpretare unică a sfârșitului acestui proces de spin-up. Toate celelalte binare pitice-pulsar albe care au fost descoperite au trecut cu mult de stadiul de rotire.

„Urmărirea spectroscopiei cu telescopul SOAR, care vizează surse de raze gamma Fermi neasociate, ne-a permis să vedem că însoțitorul orbitează ceva”, explică Swihart. „Fără aceste observații, nu am fi putut găsi acest sistem interesant”.

Această cercetare a fost prezentată într-un articol „4FGL J1120.0-2204: A Unique Gamma-ray Bright Neutron Star Binary with an Extremely Low Mass Proto-White Dwarf”, care urmează să apară în Jurnalul de astrofizică.


Astronomii descoperă un nou candidat în milisecunde pentru pulsar roșu


Mai multe informatii:
4FGL J1120.0-2204: O singură stea de neutroni cu raze gamma strălucitoare, cu o pitică proto-albă de masă extrem de mică, arXiv: 2201.03589 [astro-ph.HE] arxiv.org/abs/2201.03589

Furnizat de Asociația Universităților pentru Cercetare în Astronomie (AURA)

Citat: S-a descoperit că un „păianjen” cosmic este o sursă de raze gamma puternice (2022, 12 ianuarie) preluat la 12 ianuarie 2022 de la https://phys.org/news/2022-01-cosmic-spider-source-powerful – raze gamma .html

Acest document este supus dreptului de autor. În afară de utilizarea loială în scopuri private de studiu sau cercetare, nicio parte nu poate fi reprodusă fără permisiunea scrisă. Conținutul este oferit doar cu titlu informativ.

READ  Mandatele de vaccinare vor încetini pandemia? Da, spun oamenii de știință, dar nu imediat.

Faci un comentariu sau dai un răspuns?

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *