Spindelpulsar saknad länk hittades – astronomer validerar långvarig teori

By | August 30, 2023

Bild av M71E, FAST och klothopen M71

Bild av M71E (den binära pulsaren till höger i figuren), FAST (längst ner i figuren) och den klotformade klustret M71 (nederst). Kredit: ScienceApe/CAS/NAOC

Forskare från National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC) använde tillsammans med sina internationella partners Five Hundred Meter Spherical Radio Telescope (FAST) för att identifiera en binär Resultaten publicerades nyligen i tidskriften Natur.

Den första pulsaren upptäcktes 1967. Hittills har omkring 3 000 av dessa fascinerande föremål hittats, som roterar regelbundet och snabbt som toppar på himlen.

Vissa pulsarer finns i binära system, kretsande följeslagare. Om de två stjärnorna är nära varandra kommer pulsaren att sluka upp material från den medföljande stjärnan för att fortsätta snurra. Till en början är sällskapsstjärnan tung. Men när pulsaren “slukar” sin medföljande stjärna, närmar sig de två stjärnorna och kretsar runt varandra med ökande hastighet. Däremot, när stjärnan tappar massa och blir lättare, kan pulsaren inte fortsätta att plundra och skjuter därför iväg medföljande stjärna. Som ett resultat avtar pulsarens omloppshastighet.

Detta beteende, som påminner om kvinnliga spindlar som äter manliga spindlar, inspirerade astronomer att döpa föremålen i dessa två stadier efter rödrygg respektive svarta änka spindlar. De är gemensamt kända som spindelpulsarer.

Utvecklingen från redback till svart änka tar lång tid, upp till hundratals miljoner år. Tidigare hade endast binära pulsarsystem i tillstånden redback och black widow upptäckts, utan några mellanliggande tillstånd ännu hittade. Anledningen är att omloppsperioden för den mellanliggande pulsaren som förutspås av denna teori skulle vara mycket kort och avståndet mellan de två stjärnorna skulle vara mycket nära, vilket skulle innebära utmaningar för observation. Av denna anledning har teorin om evolutionen av spindelpulsarsystem från rödback till svart änka inte bevisats helt.

Nu har dock möjligheten för denna evolutionära väg bekräftats av FAST, det största och känsligaste radioteleskopet i världen. Forskargruppen använde FASTs långtidsobservation för att upptäcka ett spindelpulsarsystem vars omloppstid är den kortaste som någonsin upptäckts – bara 53 minuter. Baserat på olika indikationer under observationen fastställde forskarna att systemet befann sig i ett mellantillstånd på den evolutionära vägen från rödback till svart änka, och fyllde därmed i den felande länken i teorin om spindelpulsars evolution.

“Binärens orbital är nästan frontal – ett sådant system är extremt sällsynt. FAST hittade den i det stora havet av stjärnor med hjälp av dess extremt höga detektionsförmåga. Detta fyllde luckan i utvecklingen av spindelpulsarsystem och reflekterar [FAST’s] oöverträffad känslighet”, säger JIANG Peng från NAOC, medförfattare till studien.

Natur granskare beskrev resultatet som ett “mycket intressant binärt pulsarsystem. Denna upptäckt förkortar rekordet för den kortaste omloppsperioden för ett binärt pulsarsystem med cirka 30 %, vilket indikerar en ny och okänd process i utvecklingen av spindelpulsarer.”

Referens: “A binary pulsar in a 53-minute orbit” av Z. Pan, JG Lu, P. Jiang, JL Han, H.-L. Chen, ZW Han, K. Liu, L. Qian, RX Xu, B. Zhang, JT Luo, Z. Yan, ZL Yang, DJ Zhou, PF Wang, C. Wang, MH Li och M. Zhu, 20 juni från 2023, Natur.
DOI: 10.1038/s41586-023-06308-w

Detta arbete utfördes i samarbete med Guizhou University, Yunnan Astronomical Observatory, Shanghai Astronomical Observatory, National Time Service Center, Peking University, University of Chinese Academy of Sciences, Max Planck Institute i Tyskland och University of Nevada. , Vegas.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *