Obserwatorium Chandra rejestruje pulsary pająki niszczące pobliskie gwiazdy

Dane z należącego do NASA obserwatorium Chandra X-ray Observatory dotyczące gromady kulistej Omega Centauri, potwierdziły, że grupa martwych gwiazd znanych jako <<pulsary pająki>> niszczy gwiazdy towarzyszące znajdujące się w ich zasięgu.

Pulsar to wirujące, gęste jądro, które pozostało po zapadnięciu się masywnej gwiazdy, tworząc gwiazdę neutronową. Szybko obracające się gwiazdy neutronowe mogą wytwarzać wiązki promieniowania. Podobnie jak obracające się światło z latarni morskiej, promieniowanie to może być obserwowane jako silne, pulsujące źródło, czyli pulsar. Niektóre z nich obracają się od kilkudziesięciu do kilkuset razy na sekundę i znane są jako pulsary milisekundowe.

Pulsary pająki są specjalną klasą pulsarów milisekundowych, a swoją nazwę zawdzięczają uszkodzeniom, jakie wyrządzają małym gwiazdom towarzyszącym, które krążą wokół nich. Zewnętrzne warstwy gwiazd towarzyszących pulsarowi są metodycznie usuwane przez wiatry energetycznych cząstek emitowanych przez niego.

Za pomocą radioteleskopów Parkes i MeerKAT astronomowie odkryli niedawno 18 milisekundowych pulsarów w gromadzie Omega Centauri, znajdującej się około 17 700 lat świetlnych od Ziemi. Badacze z University of Alberta w Kanadzie przeanalizowali dane z Chandry dotyczące Omega Centauri, aby sprawdzić, czy którykolwiek z milisekundowych pulsarów emituje promieniowanie rentgenowskie. Badanie zostało opublikowane w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Znaleźli 11 milisekundowych pulsarów emitujących promieniowanie rentgenowskie, a pięć z nich to pulsary pająki skoncentrowane w pobliżu centrum badanej gromady. Następnie badacze połączyli dane z Omega Centauri z obserwacjami 26 pulsarów pająków w 12 innych gromadach kulistych poczynionymi dzięki Chandra.

Istnieją dwie odmiany pulsarów pająków w zależności od wielkości gwiazdy, na którą oddziałują. Pulsary pająki „Redback” niszczą gwiazdy towarzyszące o masie od jednej dziesiątej do połowy masy Słońca. Z kolei pulsary typu „czarna wdowa” niszczą gwiazdy towarzyszące o masie mniejszej niż 5 procent masy Słońca.

Naukowcy odkryli wyraźną różnicę między dwiema klasami pulsarów pająków, przy czym „Redback” są jaśniejsze w promieniowaniu rentgenowskim niż „czarne wdowy”, co potwierdza wcześniejsze prace. Badacze wykazali ogólną korelację między jasnością rentgenowską a masą towarzysza pulsarów pająków, przy czym pulsary wytwarzające więcej promieniowania rentgenowskiego są sparowane z masywniejszymi towarzyszami. Daje to wyraźny dowód na to, że masa towarzysza pulsara pająka wpływa na dawkę promieniowania rentgenowskiego otrzymywaną przez gwiazdę.

Astronomowie twierdzą, że promieniowanie rentgenowskie wykryte przez Chandrę jest generowane głównie wtedy, gdy wiatr cząstek generowany przez pulsary zderza się z wiatrami materii emitowanymi przez gwiazdy towarzyszące, przez co powstają fale uderzeniowe podobne do tych wytwarzanych przez samoloty naddźwiękowe.

Odkrycie to zgadza się z opracowanymi przez naukowców modelami teoretycznymi. Ponieważ masywniejsze gwiazdy wytwarzają gęstszy wiatr cząstek, gdy zderza się on z cząstkami pochodzącymi z pulsara, dochodzi do silniejszego wstrząsu, wytwarzającego jaśniejsze promieniowanie rentgenowskie. Bliskość gwiazd towarzyszących do ich pulsarów oznacza, że promieniowanie rentgenowskie może spowodować znaczne uszkodzenia gwiazd.

Obraz rentgenowski z Chandry ma kluczowe znaczenie dla badania pulsarów milisekundowych w gromadach kulistych, ponieważ często zawierają one dużą liczbę źródeł promieniowania rentgenowskiego w niewielkiej części nieba, co utrudnia odróżnienie ich od siebie.

Emil Gołoś