Rentgenski prikaz cijelog polja globularnog zvjezdanog jata 47 Tucanae. Kredit za sliku: NASA/CXC/Northwestern U./C.Heinke et al. Kliknite za povećanje
Nova opažanja Chandre daju dosad najbolje informacije o tome zašto se takve neutronske zvijezde, nazvane milisekundni pulsari, tako brzo rotiraju. Ključ je, kao iu nekretninama, lokacija, lokacija, lokacija – u ovom slučaju prenatrpane granice kuglastog zvjezdanog jata 47 Tucanae, gdje su zvijezde udaljene manje od desetine svjetlosne godine. Ondje se nalazi gotovo dva desetaka milisekundnih pulsara. Ovaj veliki uzorak je bonanza za astronome koji žele testirati teorije o podrijetlu milisekundnih pulsara i povećava šanse da će pronaći kritični prijelazni objekt kao što je 47 Tuc W.
47 Tuc W izdvaja se iz gomile jer proizvodi više visokoenergetskih rendgenskih zraka od ostalih. Ova anomalija ukazuje na drugačije podrijetlo X-zraka, odnosno na udarni val zbog sudara između tvari koja teče iz zvijezde pratilje i čestica koje se udaljavaju od pulsara brzinom koja je blizu svjetlosti. Redovne varijacije optičkog i rendgenskog svjetla koje odgovaraju orbitalnom periodu zvijezda podržavaju ovu interpretaciju.
Tim astronoma iz Harvard-Smithsonian Centra za astrofiziku u Cambridgeu, MA, istaknuo je da su rendgenski potpis i varijabilnost svjetlosti od 47 Tuc W gotovo identični onima uočenim iz binarnog izvora X-zraka poznatog kao J1808. Oni sugeriraju da te sličnosti između poznatog milisekundnog pulsara i poznatog rendgenskog binarnog sustava pružaju dugo traženu vezu između ovih vrsta objekata.
U teoriji, prvi korak prema stvaranju milisekundnog pulsara je formiranje neutronske zvijezde kada masivna zvijezda postane supernova. Ako je neutronska zvijezda u globularnom jatu, ona će izvesti nepravilan ples oko središta jata, podižući zvijezdu pratilju koju kasnije može zamijeniti drugom.
Kao i na prepunom plesnom podiju, zagušenje u kuglastom skupu može uzrokovati da se neutronska zvijezda približi svom suputniku ili da zamijeni partnere kako bi se stvorio još čvršći par. Kada se uparivanje dovoljno približi, neutronska zvijezda počinje odvlačiti materiju od svog partnera. Kako materija pada na neutronsku zvijezdu, ispušta X-zrake. Formiran je binarni sustav X-zraka, a neutronska zvijezda je napravila ključni drugi korak prema tome da postane milisekundni pulsar.
Materija koja pada na neutronsku zvijezdu polako je okreće, na isti način na koji se dječji vrtuljak može vrtjeti guranjem svaki put kad se okrene. Nakon 10 do 100 milijuna godina guranja, neutronska zvijezda se okreće svakih nekoliko milisekundi. Konačno, zbog brze rotacije neutronske zvijezde, ili evolucije suputnika, upadanje tvari prestaje, emisija X-zraka opada, a neutronska zvijezda se pojavljuje kao pulsar od milisekunde koji emitira radio.
Vjerojatno je da je zvijezda pratilja u 47 Tuc W – normalna zvijezda s masom većom od otprilike jedne osmine Sunčeve – novi partner, a ne suputnik koji je pokrenuo pulsar. Novi partner, stečen relativno nedavno u razmjeni koja je izbacila prethodnog suputnika, pokušava se srušiti na već okrenuti pulsar, stvarajući opaženi udarni val. Nasuprot tome, rendgenski binarni J1808 nije u kuglastom skupu i vrlo vjerojatno se snalazi sa svojim originalnim suputnikom, koji je iscrpljen do veličine smeđeg patuljka s masom manjom od 5% Sunčeve.
Većina astronoma prihvaća binarni spin-up scenarij za stvaranje milisekundnih pulsara jer su promatrali neutronske zvijezde kako se ubrzavaju u rendgenskim binarnim sustavima, a zapaženo je da su gotovo svi radio milisekundni pulsari u binarnim sustavima. Do sada je nedostajao definitivan dokaz, jer se vrlo malo zna o prijelaznim objektima između drugog i posljednjeg koraka.
Zato je 47 Tuc W vruće. Povezuje milisekundni pulsar s mnogim svojstvima rendgenskog binarnog sustava, s J1808, rendgenskim binarnim sustavom koji se na mnogo načina ponaša poput milisekundnog pulsara, pružajući tako snažan lanac dokaza koji podržavaju teoriju.
Izvorni izvor: Chandra X-ray Opservatorij