Grupa uczniów szkoły średniej odnalazła nigdy wcześniej nieobserwowanego pulsara. Udało się tego dokonać poprzez pieczołowitą analizę danych pochodzących z Radioteleskopu Green Bank (GBT) w Zachodniej Wirginii, w Stanach Zjednoczonych. Dalsze obserwacje obiektu pokazały, że należy on do układu podwójnego gwiazd neutronowych, a jego orbita jest najszerszą poznaną do tej pory.

To imponujące odkrycie pozwoli na lepsze zrozumienie genezy i ewolucji takich układów podwójnych.

Pulsary to gwiazdy neutronowe, które wykazują się bardzo szybkim ruchem rotacyjnym. Są to supergęste pozostałości po masywnych gwiazdach, które eksplodowały jako supernowe typu II. Kiedy pulsar obraca się, wiązki promieniowania radiowego wysłane z biegunów jego niezwykle potężnego pola magnetycznego “omiatają” przestrzeń wokół. Układ działaniem przypomina latarnię morską, zaś kiedy wiązka promieniowania trafi na obserwatora na Ziemi, możliwe jest jej zarejestrowanie przez radioteleskop.

Pulsary to jedne z najbardziej niezwykłych obiektów we Wszechświecie” – mówi Joe Swiggum, student Uniwersytetu West Virginia w Morgantown, a także autor pracy wyjaśniającej wspomniane odkrycie i jego implikacje, zaakceptowanej do publikacji w czasopiśmie Astrophysical Journal.

Około 10% znanych pulsarów jest częścią układów podwójnych; większość z nich orbituje wokół białych karłów gwiazd towarzyszących. Jedynie niewielka ich część krąży wokół innych gwiazd neutronowych lub gwiazd ciągu głównego. Wynika to z przebiegu procesu, w jakim te obiekty powstają: kiedy masywna gwiazda wybucha jako supernowa, wybuch może być nieco niesymetryczny, odrobinę jednostronny. To spowoduje nadanie ruchu postępowego pozostałemu rdzeniowi gwiezdnemu. W rezultacie gwiazda neutronowa “pędzi” przez przestrzeń kosmiczną. To “kopnięcie” oraz znaczny ubytek masy po wybuchu supernowej sprawiają, że szanse na związanie grawitacyjne dwóch gwiazd w jednym układzie są niezwykle małe.

Omawiany pulsar, znany jako PSR J1930-1852, został odkryty w 2012 przez C. McGough – uczennicę Strasburg High School w Wirginii oraz D.Ray – ucznia Paul Laurence Dunbar High School w Baltimore. Byli oni uczestnikami letnich warsztatów astronomicznych Pulsar Search Collaboratory. Jest to program obejmujący analizę danych z badań pulsarów zebranych przez GBT. Uczniowie nieraz spędzają tygodnie i miesiące, wertując dane w poszukiwaniu pulsarów. Uczestnicy mają szansę współpracować z astronomami celem potwierdzenia znaleziska oraz zbadania właściwości obiektu.

Radioteleskop Green Bank o średnicy około 100 metrów.

Naukowcy określili przynależność pulsara do układu podwójnego na podstawie zaobserwowanych różnic częstotliwości obrotu. Teleskopy optyczne nie zarejestrowały jednak żadnego towarzyszącego ciała niebieskiego – zatem nie może być to biały karzeł ani gwiazda ciągu głównego. Dalsza analiza okresu pulsowania wskazuje na to, że dwie gwiazdy neutronowe są od siebie oddalone o około 52 mln kilometrów – jest to mniej więcej odległość dzieląca Słońce i Merkurego. J1930-1852 wykonuje pełny obrót wokół “towarzysza” w około 45 dni.

Badania wykorzystujące wyniki z Pulsar Search Collaboratory wciąż trwają. Astronomowie przewidują, że 130 terabajtów danych dostarczonych przez GBT umożliwi wskazanie mnóstwa nowych, interesujących układów. PSC jest wspólnym projektem National Radio Astronomy Observatory i West Virginia Univervity. Jego celem jest umożliwienie uczniom prawdziwej pracy badawczej.

Autor

Jacek Gębala
Jacek Gębala

Członek Klubu Astronomicznego Almukantarat. Student fizyki na Uniwersytecie Warszawskim.