Už viac ako dve desaťročia astronómovia systematicky sledujú záhadné zdroje vysokoenergetických gama lúčov.
Jeden však zostal nezistený – najjasnejší neidentifikovaný zdroj gama lúčov v Mliečnej ceste. Zdalo sa, že pochádza z binárnej sústavy vzdialenej 2 740 svetelných rokov, ale našla sa iba jedna z hviezd.
Teraz astronómovia vyriešili záhadu a objavili druhú hviezdu skúmaním údajov gama žiarenia od roku 2008 do roku 2018. Tieto dve hviezdy spolu tvoria jeden z najpodivnejších binárnych systémov, aké sme kedy videli.
„Binárny hviezdny systém a neutrónová hviezda v jeho srdci, teraz známa ako PSR J1653-0158, vytvorili nové rekordy,“ uviedol astronóm Lars Nieder z nemeckého Hannoverského ústavu Alberta Einsteina.
“Objavili sme galaktický tanec superťažkej váhy s ľahkou váhou: neutrónová hviezda s hmotnosťou niečo viac ako dvojnásobkom hmotnosti nášho Slnka je mimoriadne ťažká.” Jeho spoločník má asi šesťnásobnú hustotu, ale iba 1 percento hmotnosti nášho Slnka.
„Tento„ podivný pár “sa otáča každých 75 minút, rýchlejšie ako všetky známe porovnateľné binárne súbory.“
Od roku 2009 sa uvažuje o tom, že gama žiarenie detegované systémom by malo byť produkované gama pulzarom. Potom v roku 2014 röntgenové a optické pozorovania zdroja gama žiarenia objavili premennú hviezdu s periódou 75 minút.
Bola to malá spoločná hviezda a astronómovia sa domnievali, že 75-minútová perióda zodpovedá obežnej dobe a druhá hviezda je zdrojom gama lúčov.
Druhá hviezda bola považovaná za pulzar. Je to typ rýchlo rotujúcej neutrónovej hviezdy, ktorá pri rotácii emituje žiarenie zo svojich pólov. Tieto lúče sú trochu ako maják a blikajú (alebo pulzujú) okolo pozorovateľa rýchlosťou rotácie hviezdy.
Pulzar však rotuje veľmi rýchlo, viac ako 500-krát za sekundu. Milisekundové pulzary sa točia mimoriadne rýchlo; to je to, čo tvorí „milisekundovú“ časť ich mena. Ale PSR J1653-0158 má jednu z najvyšších otáčok, aké kedy boli v pulzaroch pozorované.
Okrem toho má hviezda veľmi slabé magnetické pole.
Satelit je tiež dosť zvláštny, pretože má neuveriteľne nízku hmotnosť. Tím verí, že ide o héliového bieleho trpaslíka, ktorý bol absorbovaný pulzarom. Takýto systém je známy ako binárny systém čiernej vdovy.
„Pozostatok trpasličej hviezdy obieha okolo pulzaru 1,3-krát viac ako Zem – Mesiac za pouhých 75 minút rýchlosťou viac ako 700 kilometrov za sekundu,“ uviedol Nieder.
“Toto neobvyklé duo mohlo vzniknúť z extrémne tesného binárneho systému, v ktorom hmota spočiatku prúdila z hviezdy spoločníka k neutrónovej hviezde, čím zvyšovala svoju hmotnosť a spôsobovala, že sa točila čoraz rýchlejšie a súčasne s oslabením jej magnetického poľa.”
Vizualizácia systému (dole) v porovnaní so Zemou a Mesiacom (hore). (Knispel / Clark / Max Planck Institute for Gravitational Physics / NASA).
Túto hypotézu potvrdzujú štúdie skupiny rádiových vĺn. Ak ich pulzar vyžaruje, nemôžeme ich detekovať; mohlo by to byť preto, že systém je obklopený hustým mrakom materiálu od trpasličej hviezdy. Gama žiarenie mohlo preniknúť do tohto mraku, ale nie rádiové vlny.
V každom prípade je PSR J1653-0158 iba druhým milisekundovým pulzarom, o ktorom sa zistilo, že nevyžaruje žiadne detekovateľné rádiové vlny.
„V binárnych systémoch, ako je ten, ktorý sme teraz objavili, sa pulzarom hovorí„ čierne vdovy “, pretože rovnako ako pavúky s rovnakým menom jedia svojich partnerov, dá sa povedať,“ uviedol Clarke.
„Pulzar odparuje svoj satelit žiarením a plní hviezdny systém plazmou nepreniknuteľnou pre rádiové vlny.“
Štúdia je publikovaná v časopise The Astrophysical Journal Letters.
