Dziwne pulsary karłowate: Naukowe odkrycie tajemnic ultra długookresowych radioźródeł
Zespół naukowców poczynił znaczące postępy w zrozumieniu ultra długookresowych nieregularnych radioźródeł, tajemniczej klasy obiektów astrofizycznych.
 |
| Dolina śmierci dziwnych pulsarów karłowatych na wykresie pole magnetyczne-okres. Źródło: ZHOU Xia |
Naukowcy zasugerowali, że te enigmatyczne źródła mogą być dziwnymi pulsarami karłowatymi, czyli wirującymi, zwartymi obiektami. Wyniki badań opublikowano w The Astrophysical Journal.
Okresy rotacji ultra długookresowych nieregularnych radioźródeł (ULPT) sięgają tysięcy sekund, znacznie przekraczając zakres milisekund do dziesiątek sekund w przypadku konwencjonalnych pulsarów radiowych. Zgodnie ze standardową teorią pulsarów, takie niezwykle wolno rotujące obiekty powinny znajdować się poniżej linii śmierci pulsara radiowego, co oznacza, że ich energia rotacji jest niewystarczająca do zasilania emisji radiowej. Jednak niedawno odkryte źródła, takie jak GLEAM-X J1627-52 i GPM J1839-10, wykazują okresową aktywność radiową, co stanowi poważne wyzwanie dla istniejących modeli.
Aby odkryć tajemnicę natury tych źródeł, naukowcy sugerują, że te izolowane ULPT mogą być dziwnymi pulsarami karłowatymi, czyli rotującymi zwartymi obiektami składającymi się z jądra zbudowanego z dziwnej materii kwarkowej, otoczonego skorupą ze zwykłej materii.
Ramy teoretyczne zostały z powodzeniem zastosowane do czterech znanych izolowanych źródeł: GLEAM-X J1627-52, GPM J1839-10, ASKAP J1832-0911 i ASKAP J193505.1+214841.0. Wyniki pokazują, że dziwne pulsary karłowate, o znacznie większych promieniach w porównaniu do konwencjonalnych gwiazd neutronowych, mogą naturalnie wytwarzać trwałe, spójne emisje radiowe nawet w ekstremalnie długich okresach.
Naukowcy wykazali ponadto, że obiekty te zajmują wyraźną niszę na diagramie okres-pole magnetyczne, z szacowanym polem magnetycznym powierzchniowym od 106 do 1010 gausów. Stała dolna granica około 106 G sugeruje, że do powstania pary elektron-pozyton w magnetosferze, która napędza spójną emisję radiową, wymagany jest fundamentalny próg.
Pomimo wyjątkowo powolnej rotacji, ich wydajność radiowa, wynosząca około 10-4-10-2 jest porównywalna z wydajnością normalnych pulsarów. Model ten jest również zgodny z cechami obserwacyjnymi w wielu długościach fal, zwłaszcza z danymi rentgenowskimi z ASKAP J1832-0911. Źródło to wykazuje dwuskładnikowe widmo promieniowania rentgenowskiego, a jego emisja promieniowania rentgenowskiego i radiowego zmienia się w sposób zsynchronizowany – cechy silnie przewidziane przez model dziwnego pulsara karłowatego. Obserwowany stosunek jasności promieniowania rentgenowskiego do radiowego wynoszący ~103 dla tego źródła idealnie mieści się w przewidywanym przez model zakresie 103-105.
Niniejsze badania nie tylko dostarczają fizycznego wyjaśnienia nowo odkrytej populacji pulsarów ULPT, ale także niosą ze sobą głębokie implikacje dla zrozumienia stanu dziwnej materii kwarkowej znajdującej się głęboko wewnątrz obiektów zwartych. Unikalna struktura dziwnych pulsarów karłowatych pozwala im pozostawać głośnymi radiowo w ekstremalnych okresach, otwierając nowe spojrzenie na fizykę gęstej materii.
Badania te uzupełniają również wcześniejsze prace zespołu nad mechanizmem formowania się długookresowych (10-100 s) pulsarów radiowych. Łącznie, prace te badają pochodzenie zarówno długookresowych pulsarów, jak i ULPT z uzupełniających się punktów widzenia, oferując nowe spojrzenie na ewolucję i mechanizmy promieniowania obiektów zwartych.
Planujemy wykorzystać urządzenia nowej generacji, takie jak Square Kilometer Array (SKA) i Five-hunder-meter Aperture Spherical Telescope (FAST), do dalszych testów modelu dziwnego karła poprzez badanie procesu powstawania, struktury wewnętrznej i populacji tych unikalnych obiektów – powiedział prof. ZHOU Xia.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
Czytaj też:
