Należący do ESA satelita INTEGRAL oraz wystrzelony przez NASA Rossi X-ray Timing Explorer odkryły szybko rotujący pulsar wraz z towarzyszem.

Odkrycie jest kolejnym dowodem na to, że szybko rotujące pulsary uzyskują swoją prędkość dzięki ściąganiu materii z pobliskich gwiazd. Gaz odebrany sąsiadom dostarcza pulsarowi paliwa. To już szósty obiekt tego typu, będący ważnym elementem cyklu przejścia od wolno obracających się podwójnych pulsarów do szybko rotujących samotnych obiektów. „Dotarliśmy do punktu, w którym możemy spojrzeć na dowolny, szybko rotujący pulsar i stwierdzić, że kiedyś miał on towarzysza.” – powiedział doktor Maurizio Falanga, który kierował obserwacjami przy pomocy satelity INTEGRAL w Commissariat a l’Energie Atomique (CEA) w Saclay we Francji.

Pulsary są rotującymi gwiazdami neutronowymi, które powstają w gwiezdnych eksplozjach. Są pozostałościami po gwiazdach, które kiedyś były ponad ośmiokrotnie masywniejsze od Słońca. Obecnie osiągają one masę odpowiadającą w przybliżeniu masie Słońca, ale ściśniętą do kuli o średnicy 20 kilometrów, a co za tym idzie – niezwykle gęstej. Ten pulsar, określany jako IGR J00291+5934 (o odkryciu obiektu pisaliśmy w lutym w artykule Najszybciej rotujący pulsar„>Najszybciej rotujący pulsar), należy do grupy roentgenowskich pulsarów milisekundowych, które wysyłają wiązki promieniowania X kilkaset razy na sekundę. Obiekt IGR J00291+5934 robi to średnio co 1,67 milisekundy, a więc znacznie szybciej niż większość znanych pulsarów, które obracają się jedynie raz na kilka sekund.

Gwiazdy neutron rodzą się bardzo gwałtownie podczas zapadania się masywnych gwiazd. Po kilkuset tysiącach lat stopniowo zaczynają zwalniać. W układach podwójnych zdarza się jednak, że prędkość rotowania zwiększa się wskutek zasilania się gwiazdy materią wykradzioną sąsiadowi. Obecne obserwacje są pierwszymi bezpośrednimi obserwacjami tego zjawiska. „Mamy teraz bezpośredni dowód, że gwiazda może poruszać się szybciej dzięki zasilaniu się materią zabieraną towarzyszowi, czego wcześniej nie udało nam się zaobserwować w podobnych układach” – powiedział doktor Lucien Kuiper z Netherlands Institute for Space Research (SRON) w Utrechtcie.

Gwiazda neutronowa może zabierać gaz swojemu towarzyszowi w procesie akrecji. Nowe dawki materii są odpowiedzialne za przyspieszanie gwiazdy. Zarówno ucieczka materii, jak i jej rozbijanie się o powierzchnię gwiazdy neutronowej uwalniają duże dawki energii w promieniowaniu X i gamma.

Gwiazdy neutronowe posiadają tak silne pole grawitacyjne, że światło przechodzące w pobliżu gwiazdy zakrzywia swój bieg o blisko 100 stopni. „Zakrzywienie to pozwala zobaczyć nam tylną część gwiazdy” – powiedział profesor Juri Poutanen z University of Oulu w Finlandii. – „Obiekt ten miał ponad dziesięciokrotnie więcej energii niż podobne do niego, które dotychczas zaobserwowaliśmy.” – dodał Falanga. – „Jedynie niektóre kosmiczne potwory są w stanie emitować taką energię, która odpowiada temperaturze prawie miliarda stopni.„

Poprzednie rezultaty uzyskane przy pomocy sondy INTEGRAL pozwoliły wydedukować, że z powodu silnego pola magnetycznego pulsara cząsteczki wyrywane z towarzysza przemieszczają się wzdłuż lini pola magnetycznego do czasu opadnięcia na któryś z magnetycznych biegunów gwiazdy, tworząc w tych miejscach tak zwane „hot-spots„. Wysokie temperatury zanotowane przez przyrządy INTEGRALa pochodzą z plazmy wokół plam akrecyjnych.

„Akrecja może trwać już od miliardów lat” – powiedział doktor Duncan Galloway z Massachusetts Institute of Technology, odpowiedzialny za obserwacje wykonywane przez sondę Rossi. – „Odkrycie to dostarcza nam dowodu na sposób ewolucji pulsarów z jednego typu do drugiego.„

Odkrycie jest pierwszym w swoim rodzaju dla sondy INTEGRAL (cztery z pięciu pierwszych pulsarów tego typu zostały odkryte przez satelitę Rossi). Bardzo dobrze wróży to przyszłym wspólnym badaniom obu zespołów. Czułe detektory INTEGRALa mogą rozpoznawać stosunkowo ciemne i odległe obiekty, natomiast Rossi może dzięki temu być skierowany we właściwym kierunku.