Nowo odkryta gwiazda neutronowa nie powinna istnieć. Astronomowie zdumieni

Astronomowie odkryli bardzo dziwną gwiazdę neutronową, która wywraca do góry nogami wszystko to, czego dotychczas na temat tego typu obiektów się dowiedziano. Ta wiruje bowiem znacznie wolniej niż jakakolwiek inna znana gwiazda neutronowa i emituje siedem różnych impulsów radiowych. Niemniej jednak, jej istnienie może pomóc w rozwikłaniu zagadki tak zwanych szybkich rozbłysków radiowych (FRB).

Gwiazda neutronowa – co to takiego?

Gwiazdy neutronowe to gęste, silnie namagnesowane obiekty, które powstały, gdy większe gwiazdy wybuchły jako supernowe. Niektóre z tych gwiazd emitują fale radiowe i bardzo szybko się obracają, przez co emitowane przez nie wiązki promieniowania docierają do nas jako krótkie, regularne impulsy. Takie szybko rotujące gwiazdy neutronowe nazywa się pulsarami.

Większość pulsarów potrzebuje od milisekund do kilku sekund, by wykonać pełny obrót wokół własnej osi. Znane są jednak pulsary nieco wolniejsze. Ten dotychczas uważany za najwolniejszy obraca się wokół własnej osi w ciągu 23,5 sekundy. Dotychczas, bo nowo odkryty pulsar, znany jako PSR J0901-4046, obraca się w szczególnie ślimaczym tempie – raz na 75,88 sekundy.

Pulsar, o jakim jeszcze nie słyszano

PSR J0901-4046 został odkryty z pomocą radioteleskopu MeerKAT w Afryce Południowej, kiedy jeden z jego impulsów pojawił się na zdjęciu z teleskopu. Następnie to, że jest on gwiazdą neutronową emitującą fale radiowe potwierdzono na podstawie wielu impulsów uchwyconych w serii obrazów o ośmiosekundowej ekspozycji.

Jeden z talerzy radioteleskopu MeerKAT. | Źródło: Wikimedia Commons/Morganoshell [CC BY-SA 4.0]

Prawdopodobnie powolne pulsowanie PSR J0901-4046 sprawiło, że obiekt ten dotychczas uniknął wykrycia. Być może podobnych pulsarów skrywa się we Wszechświecie całe mnóstwo.

„Zdumiewające jest to, że wykrywamy emisję radiową z tego źródła tylko przez 0,5 procenta jego okresu rotacji.”, powiedziała doktor Manisha Caleb z Uniwersytetu w Sydney. „Jest zatem prawdopodobne, że w galaktyce jest znacznie więcej tych wolno wirujących gwiazd, co ma ważne implikacje dla zrozumienia, w jaki sposób rodzą się i starzeją gwiazdy neutronowe. Większość przeglądów skupiających się na pulsarach nie szuka obiektów o tak wolnym tempie obrotu, więc nie mamy pojęcia, ile takich gwiazd może istnieć.”

Odkrycie, które może wiele zmienić

Nowo poznany pulsar jest absolutnie wyjątkowy. Zdaniem naukowców wręcz nie powinien istnieć. Od dawna uważano, że gwiazdy neutronowe wytwarzają swoje emisje radiowe bezpośrednio dlatego, jak szybko rotują. Sądzono też, że w przypadku spadku tempa obrotu pulsar powinien przestać wytwarzać to promieniowanie. PSR J0901-4046 zmusza astronomów do tego, by ponownie przemyśleć te teorie, bo obraca się bardzo wolno, a wciąż emituje fale radiowe i na razie nie wiadomo, dlaczego.

Co najdziwniejsze, okazało się, że PSR J0901-4046 emituje siedem różnych rodzajów impulsów. „Jasność” niektórych tych impulsów osiąga szczytową wartość raz, po czym te zanikają. W przypadku innych „jasność” szczytowa osiągana jest dwukrotnie lub trzykrotnie, a w przypadku jeszcze innych „jasność” nieustannie się zmienia.

Różnorodność impulsów emitowanych przez PSR J0901-4046 oznacza, że obiekt posiada dziwną mieszankę cech pulsarów, magnetarów o bardzo wolnym tempie rotacji i źródeł szybkich błysków radiowych. Być może wyjaśni on zatem, jak te wszystkie rodzaje ciał są ze sobą powiązane. Czas pokaże.

Źródło: Uniwersytet w Sydney, fot. tyt. NASA