Wetenschappers van de Lomonosov Moscow State University publiceerden de resultaten van een onderzoek naar de unieke ultra-trage pulsar XB091D. Er wordt aangenomen dat deze neutronenster slechts een miljoen jaar geleden een metgezel heeft gevangen, en sinds toen, heeft langzaam zijn snelle rotatie hersteld. De jonge pulsar bevindt zich in een van de oudste bolvormige sterrenhopen in het Andromeda-sterrenstelsel, waar het cluster ooit een dwergstelsel kan zijn geweest.

Enorme jonge sterren sterven, exploderen als heldere supernova's. In dit proces, ze werpen buitenste lagen materiaal af, en de kern krimpt, meestal een compacte en superdichte neutronenster aan het worden. sterk gemagnetiseerd, deze draaien snel, honderden omwentelingen per seconde maken, maar ze verliezen uiteindelijk hun rotatie-energie en vertragen, het uitzenden van smalle bundels deeltjes. Ze stralen een gerichte radio-emissie uit die periodiek de aarde passeert, het creëren van het effect van een regelmatig pulserende bron, vaak met een milliseconde periode.

Om zijn jeugd te herstellen en zijn rotatie te versnellen, de pulsar kan paren met een gewone ster. Na samen te werken om een ​​binair systeem te vormen, de neutronenster begint materie van de ster te trekken, vormt een hete accretieschijf om zich heen. Dichter bij de neutronenster, de gasvormige schijf wordt verscheurd door het magnetische veld van de neutronenster, en de materie stroomt erop, een "hot spot" vormen - de temperatuur bereikt hier miljoenen graden, en de vlek straalt in het röntgenspectrum. Een roterende neutronenster kan dan worden gezien als een röntgenpulsar, terwijl de materie die erin blijft vallen de rotatie versnelt.

Voor zo'n 100 000 jaar - slechts een oogwenk in de geschiedenis van het universum - de oude pulsar, die al is vertraagd tot één omwenteling om de paar seconden, kan weer duizenden keren sneller draaien. Een dergelijke zeldzame gebeurtenis werd waargenomen door een team van astrofysici van de Lomonosov Moscow State University, samen met collega's uit Italië en Frankrijk. De röntgenpulsar, bekend als XB091D, werd ontdekt in de vroegste stadia van zijn "verjonging, " en blijkt de langzaamste roterende van alle tot nu toe bekende bolclusterpulsars te zijn. De neutronenster voltooit één omwenteling in 1,2 seconden - meer dan 10 keer langzamer dan de vorige recordhouder. Volgens wetenschappers, de versnelling van de pulsar begon minder dan 1 miljoen jaar geleden.

De ontdekking werd gedaan met behulp van waarnemingen verzameld door het XMM-Newton-ruimteobservatorium tussen 2000 en 2013. die door astronomen van de Lomonosov Moscow State University werden gecombineerd tot een open online database. Toegang tot informatie over ongeveer 50 miljard röntgenfotonen heeft wetenschappers uit verschillende landen al in staat gesteld een aantal voorheen onopgemerkte objecten te ontdekken. Onder hen was de pulsar XB091D, die ook werd opgemerkt door een andere groep Italiaanse astronomen, die hun resultaten enkele maanden geleden publiceerden. XB091D is slechts de tweede pulsar die buiten ons melkwegstelsel en de dichtstbijzijnde satellieten is gevonden, hoewel er later nog twee van dergelijke pulsars werden gedetecteerd met behulp van dezelfde online catalogus.

De resultaten van de eerste volledige analyse van de röntgenbron XB091D worden gepresenteerd in een artikel gepubliceerd door Ivan Zolotukhin, een onderzoeker aan de Lomonosov Moscow State University, en zijn co-auteurs in Het astrofysische tijdschrift .

"De detectoren op XMM-Newton detecteren elke vijf seconden slechts één foton van deze pulsar. het zoeken naar pulsars tussen de uitgebreide XMM-Newton-gegevens is te vergelijken met het zoeken naar een speld in een hooiberg, " zegt Ivan Zolotukhin. "In feite, voor deze ontdekking moesten we volledig nieuwe wiskundige hulpmiddelen maken waarmee we het periodieke signaal konden zoeken en extraheren. theoretisch, er zijn veel toepassingen voor deze methode, inclusief die buiten de astronomie."

Op basis van in totaal 38 XMM-Newton-waarnemingen, astronomen zijn erin geslaagd het XB091D-systeem te karakteriseren. De röntgenpulsar is ongeveer 1 miljoen jaar oud, de metgezel van de neutronenster is een oude ster van gemiddelde grootte (ongeveer viervijfde van de massa van de zon). Het binaire systeem zelf heeft een rotatieperiode van 30,5 uur, en de neutronenster draait elke 1,2 seconden eenmaal om zijn as. Over ongeveer 50, 000 jaar, het zal voldoende versnellen om in een conventionele milliseconde pulsar te veranderen.

Astronomen waren ook in staat om de omgeving rond XB091D te bepalen. Ivan Zolotukhin en zijn collega's toonden aan dat XB091D zich in het naburige Andromeda-sterrenstelsel bevindt, 2,5 miljoen lichtjaar verwijderd, tussen de sterren van de extreem dichte bolvormige sterrenhoop B091D, waar, in een volume van slechts 90 lichtjaar in doorsnede, er zijn vele miljoenen oude, zwakke sterren. Het cluster zelf wordt geschat op maar liefst 12 miljard jaar oud, dus er zou geen recente supernova zijn geweest die heeft geleid tot de geboorte van een pulsar.

"In onze melkweg, dergelijke langzame röntgenpulsars worden niet waargenomen in 150 bekende bolvormige sterrenhopen, omdat hun kernen niet groot en dicht genoeg zijn om dichte dubbelsterren te vormen met een voldoende hoge snelheid, " legt Ivan Zolotukhin uit. "Dit geeft aan dat de B091D-clusterkern, met een extreem dichte samenstelling van sterren in de XB091D, is veel groter dan die van de gebruikelijke cluster. We hebben dus te maken met een groot en vrij zeldzaam object - met een dicht overblijfsel van een klein sterrenstelsel dat het Andromeda-sterrenstelsel ooit heeft verslonden. De dichtheid van de sterren hier, in een gebied van ongeveer 2,5 lichtjaar in doorsnede, is ongeveer 10 miljoen keer hoger dan in de buurt van de zon."

Volgens wetenschappers, het is het uitgestrekte gebied van sterren met superhoge dichtheid in de B091D-cluster waardoor een neutronenster ongeveer 1 miljoen jaar geleden een metgezel kon vangen en het proces van versnelling en "verjonging" begon.