Gosta kroglasta zvezdna gruča v bližini središča naše galaksije Mlečni pot drži brenčast panj hitro vrtečih se milisekundnih pulsarjev, trdijo astronomi, ki so v grozdu odkrili 21 novih pulsarjev s pomočjo 100-metrskega Roberta C. Terzan 5 ima zdaj rekord po pulsarjih, saj jih je bilo 24, od tega tri znane pred opazovanji GBT.
"Ko smo pogledali to gručo, smo zadeli jackpot," je dejal Scott Ransom, astronom Nacionalnega radijskega astronomskega observatorija v Charlottesvilleu, VA. "Ne samo, da ima ta grozd veliko pulsarjev - in še vedno pričakujemo, da jih bomo našli še več -, vendar so pulsarji v njem zelo zanimivi. V binarne sisteme jih je vključenih najmanj 13, od katerih sta dva mrk, in štirje najhitreje vrteči se pulsri, znani v katerem koli krogličnem grozdu, pri čemer se najhitrejša dva vrtita skoraj 600 krat na sekundo, približno tako hitro kot gospodinjski mešalnik, "doda Ransom . Ransom in njegovi sodelavci so o svojih ugotovitvah poročali na sestanku Ameriškega astronomskega društva v San Diegu v Kaliforniji in v spletni reviji Science Express.
Številni pulzarji zvezdnih grozdov naj bi prinesli številne nove informacije o ne samo pulsarjih, ampak tudi o gosto zvezdasto okolje, v katerem prebivajo in verjetno celo o jedrski fiziki, pravijo znanstveniki. Preliminarne meritve na primer kažejo, da sta dva pulsarja bolj masivna, kot bi omogočali nekateri teoretični modeli. "Vsi ti eksotični pulsari nas bodo še dolgo zaposlovali," je dejal Jason Hessels, doktorski študent na univerzi McGill v Montrealu.
Globularni grozdi so gosto strnjene skupine do več milijonov zvezd, ki so nastale približno ob istem času. Pulsarji se vrtijo, pretesne nevtronske zvezde, ki vrtinčijo "svetilnike" radijskih valov ali svetlobe, ko se vrtijo. Nevtronska zvezda je tisto, kar ostane, ko ogromna zvezda na koncu svojega življenja eksplodira kot supernova.
Pulsari v Terzanu 5 so plod zapletene zgodovine. Zvezde v grozdu so nastale pred približno 10 milijardami let, pravijo astronomi. Nekatere najbolj množične zvezde v grozdu so eksplodirale in nevtronske zvezde zapustile kot svoje ostanke po samo nekaj milijonih let. Običajno teh nevtronskih zvezd ne bi bilo več videti kot hitro vrteče se pulzare: njihovo vrtenje bi se upočasnilo zaradi "vlečenja" njihovih intenzivnih magnetnih polj, dokler učinka "svetilnika" ni več opaziti.
Vendar pa je gosta koncentracija zvezd v grozdu pulsarjem dala novo življenje. V jedru kroglastega grozda je lahko kar milijon zvezd zbranih v prostornino, ki bi se zlahka prilegala med Sonce in našo najbližjo sosednjo zvezdo. V tako tesnih četrtinah lahko zvezde preidejo dovolj blizu, da tvorijo nove binarne pare, se razdelijo na takšne pare, dvojiški sistemi pa lahko celo trgujejo s partnerji, kot je izpopolnjen vesoljski ples. Kadar se nevtronska zvezda združi z "normalno" zvezdo, lahko njen močan gravitacijski potegne material iz spremljevalca na nevtronsko zvezdo. S tem se del spremljevalnega vrtenja ali kotnega zagona prenese tudi v nevtronsko zvezdo, s čimer se "reciklira" nevtronska zvezda v hitro vrteči se milisekundni pulsar. V Terzanu 5 se zaradi tega postopka vsi odkriti pulsarji hitro vrtijo.
Astronomi so že pred tem odkrili tri pulzare v Terzanu 5, oddaljenih približno 28.000 svetlobnih let v ozvezdju Strelec, a sumili so, da jih je več. 17. julija 2004 so Ransom in njegovi sodelavci uporabili GBT in v 6-urnem opazovanju našli 14 novih pulsarjev, kar je bilo največ doslej v enem samem opazovanju.
"To je bilo mogoče zaradi velike občutljivosti GBT in novih zmogljivosti našega nadomestnega procesorja," je dejala Ingrid Stairs, profesorica na univerzi British Columbia v Vancouvru. Procesor, ki je bil ustrezno imenovan Pulsar Spigot, je bil zgrajen v sodelovanju med NRAO in Kalifornijskim tehnološkim inštitutom. Procesor, ki ustvari skoraj 100 gigabajtov podatkov na uro, je astronomom omogočil zbiranje in analizo radijskih valov v širokem območju frekvenc (1650-2250 MegaHertz), kar je povečalo občutljivost njihovega sistema.
Osem dodatnih opazovanj med julijem in novembrom 2004 je odkrilo sedem dodatnih puls v Terzanu 5. Poleg tega podatki astronomov kažejo dokaze o še nekaj pulzarih, ki jih je treba še potrditi.
Prihodnje študije pulsarjev v Terzanu 5 bodo znanstvenikom pomagale razumeti naravo grozda in zapletene interakcije zvezd v njenem gostem jedru. Tudi več pulsarjev ponuja bogat donos novih znanstvenih informacij. Znanstveniki sumijo, da je en pulsar, ki kaže čudne mrke svoje radijske oddaje, pred kratkim zamenjal svojega prvotnega binarnega spremljevalca za drugega, dva druga pa imata bele pritlikavke, za katere verjamejo, da so nastali ob trku nevtronske zvezde in zvezda rdeče velikanke. Subtilne učinke, ki jih vidimo v teh dveh sistemih, lahko razložimo z Ainsteinovo splošno relativistično teorijo gravitacije in kažejo, da so nevtronske zvezde bolj masivne, kot to dopuščajo nekatere teorije. Material v nevtronski zvezdi je tako gost, kot v atomskem jedru, tako da to dejstvo lahko vpliva na jedrsko fiziko in astrofiziko.
"Iskanje vseh teh pulsarjev je bilo izjemno razburljivo, a navdušenje se je res šele začelo," je dejala Ransom. "Zdaj jih lahko začnemo uporabljati kot bogat in dragocen kozmični laboratorij," je dodal.
Raziskovalci so poleg Ransoma, Hessela in stopnic vključevali Paula Freireja iz observatorija Arecibo v Portoriku, Fernanda Camila z univerze Columbia, Victoria Kaspi z univerze McGill in Davida Kaplana z Massachusetts Institute of Technology.
National Radio Astronomy Observatory je ustanova Nacionalne znanstvene fundacije, ki jo upravlja na podlagi sporazuma Associated Universities, Inc. Pulsar raziskave je podprla tudi Kanadska fundacija za inovacije, znanost in inženirske raziskave Kanada, fundacija Quebec za raziskave narave in tehnologijo, Kanadski inštitut za napredne raziskave, Kanadski program raziskovalnih kateder in Nacionalna znanstvena fundacija.
Izvirni vir: NRAO News Release
