Astronomowie zbadali pulsara milisekundowego PSR J1023+0038

Korzystając z Gran Telescopio Canarias (GTC), naukowcy przeprowadzili obserwacje optyczno-spektroskopowe przejściowego pulsara milisekundowego, oznaczonego jako PSR J1023+0038. Badania dostarczyły informacji na temat natury tego obiektu.

Jak tłumaczą badacze, pulsary to silnie namagnesowane, rotujące gwiazdy neutronowe, które emitują wiązkę promieniowania elektromagnetycznego. Najszybciej rotujące pulsary, z okresami rotacji poniżej 30 milisekund, znane są jako pulsary milisekundowe (MSP). Astronomowie zakładają, że powstają one w układach podwójnych, gdy początkowo bardziej masywny składnik zamienia się w gwiazdę neutronową, która jest następnie przyspieszana przez akrecję materii z gwiazdy wtórnej.

Tak zwane przejściowe pulsary milisekundowe (tMSP) wykazują przejścia tam i z powrotem między stanem pulsara radiowego napędzanego rotacją („stan pulsara”) a stanem charakteryzującym się pulsacjami rentgenowskimi i cechami dysku akrecyjnego w widmie optycznym („stan dysku”). Jak wskazują naukowcy są one rzadkie, ponieważ do tej pory wykryto tylko trzy tMSP.

Jednym z nich jest PSR J1023+0038 (J1023), zidentyfikowany po raz pierwszy dwie dekady temu. Pulsar ma okres rotacji wynoszący 1,69 milisekundy, podczas gdy jego okres orbitalny wynosi około 4,75 godziny. Gwiazda towarzysząca w układzie jest późną gwiazdą typu widmowego G5.

Poprzednie obserwacje J1023 wykazały, że zmienia się on między stanem rentgenowskim a fazą rotacyjnego pulsara radiowego. Astronomowie z University of Milan we Włoszech, pod kierownictwem Marco Messy z wykorzystali instrument OSIRIS (Optical System for Imaging and Low-Intermediate-Resolution Integrated Spectroscopy) na Gran Telescopio Canarias (GTC), aby bliżej przyjrzeć się naturze tego pulsara i jego zachowaniu. Badanie zostało opublikowane w serwisie arXiv.

Obserwacje wykazały, że PSR J1023+0038 wykazuje, podobnie jak inne tMSP, zmienność strumienia w krótkich skalach czasowych (dziesiątki sekund) we wszystkich pasmach. Co więcej, w badaniu znaleziono dowody na znaczną zmienność właściwości linii emisyjnej w skalach czasowych rzędu minut. Zdaniem astronomów, odkrycie to stanowi pierwszy przypadek zaobserwowania zmienności właściwości linii widmowych tMSP w tak krótkich skalach czasowych.

Jak wskazują naukowcy, obserwacje wykazały również obecność dysku akrecyjnego, więc PSR J1023+0038 najprawdopodobniej znajdował się w stanie dysku w czasie trwania badania.

Emil Gołoś