Het is een milliseconde pulsar ... een snel roterende neutronenster en hij staat op het punt het einde van zijn massale verzamelfase te bereiken. Het was druk, draaide met ongelooflijk hoge rotatiesnelheden van ongeveer 1 tot 10 milliseconden en fotografeerde röntgenstralen. Nu staat er iets te gebeuren. Het zal heel veel energie verliezen en heel snel verouderen.
Astrofysicus Thomas Tauris van Argelander-Institut für Astronomie en Max-Planck-Institut für Radioastronomie heeft een paper gepubliceerd in het nummer van 3 februari van Wetenschap waar hij door middel van numerieke vergelijkingen de wortel van stellaire evolutie en aanwasmomenten heeft aangetoond. In dit model wordt aangetoond dat millisecondepulsars ongeveer de helft van hun rotatie-energie verdrijven tijdens de laatste fase van het massaoverdrachtproces en net voordat het verandert in een radiobron. De bevindingen van Dr. Tauris komen overeen met de huidige waarnemingen en zijn conclusies verklaren ook waarom een radio milliseconde pulsar ouder lijkt dan hun begeleidende sterren. Dit is misschien het antwoord waarom pulsars van minder dan een milliseconde helemaal niet bestaan!
"Milliseconde pulsars zijn oude neutronensterren die zijn opgedraaid tot hoge rotatiefrequenties via de aanwas van massa van een dubbelster." zegt Dr. Tauris. "Een belangrijk punt om de fysica van de vroege spin-evolutie van milliseconde pulsars te begrijpen, is de impact van de zich uitbreidende magnetosfeer tijdens de terminale stadia van het massaoverdrachtproces."
Door massa en impulsmoment van een gastheerster in een binair systeem te trekken, leeft een milliseconde pulsar zijn leven als een sterk gemagnetiseerde, oude neutronenster met een extreme rotatiefrequentie. Hoewel we kunnen aannemen dat ze veel voorkomen, zijn er slechts ongeveer 200 van deze pulsar-typen bekend in de galactische schijf en bolhopen. De eerste van deze milliseconde pulsars werd ontdekt in 1982. Wat telt zijn die met spinsnelheden tussen 1,4 en 10 milliseconden, maar het mysterie lag in de reden waarom ze zulke hoge spinsnelheden hebben, hun sterke magnetische velden en hun vreemd verschijnende leeftijden. Wanneer schakelen ze bijvoorbeeld uit? Wat gebeurt er met de spinsnelheid als de donorster stopt met doneren?
"We hebben nu voor het eerst gedetailleerde numerieke stellaire evolutiemodellen gecombineerd met berekeningen van het remkoppel dat op de draaiende pulsar inwerkt", zegt Thomas Tauris, de auteur van deze studie. “Het resultaat is dat de milliseconde pulsars ongeveer de helft van hun rotatie-energie verliezen in de zogenaamde Roche-lob-ontkoppelingsfase. Deze fase beschrijft de beëindiging van de massaoverdracht in het binaire systeem. Daarom zouden radio-emitterende millisecondepulsars iets langzamer moeten draaien dan hun voorlopers, röntgen-emitterende millisecondepulsars die nog steeds materiaal van hun donorster opnemen. Dit is precies wat de observatiegegevens lijken te suggereren. Bovendien kunnen deze nieuwe bevindingen helpen verklaren waarom sommige millisecondepulsars karakteristieke leeftijden lijken te hebben die de leeftijd van het heelal overschrijden en misschien waarom er geen submilliseconde radiopulsars bestaan. ”
Dankzij deze nieuwe studie kunnen we nu zien hoe een draaiende pulsar mogelijk zou kunnen remmen uit een evenwichtsspin. Op deze leeftijd vertraagt de massaoverdrachtsnelheid en beïnvloedt de magnetosferische straal van de pulsar. Dit zet op zijn beurt uit en dwingt de binnenkomende materie om als propeller te fungeren. De actie zorgt er vervolgens voor dat de pulsar zijn rotatie vertraagt en - op zijn beurt - de spinsnelheid.
"Eigenlijk, zonder een oplossing voor het" uitschakel "-probleem, zouden we verwachten dat de pulsars tijdens de ontkoppelingsfase van Roche-lobben zelfs zouden vertragen om perioden van 50-100 milliseconden te draaien", besluit Thomas Tauris. "Dat zou in duidelijke tegenspraak zijn met observationeel bewijs voor het bestaan van milliseconde pulsars."
Oorspronkelijke verhaal Bron: Max-Planck-Institut für Radioastronomie News Release>. Voor verder lezen: Spin-Down van Radio Millisecond Pulsars at Genesis.
