HESS slika binarnega para PSR B-1259-63 / SS 2883. Kreditna slika: HESS. Kliknite za povečavo.
Binarni par PSR B-1259-63 / SS 2883 se nahaja približno 5000 svetlobnih let v splošni smeri ozvezdja južne poloble Crux (Južni križ). Duo sestavljata pulsar (PSR B-1259) in masivni modri velikan (SS 2883), zaklenjen v široko zanihajoč ples, ki ponavlja korake vsakih 3,4 leta. Orbita bolj množične primarne orbite je tako ekscentrična, da par prevozi največ 100 milijonov kilometrov najbližjega približevanja in se na svoji najbolj oddaljeni točki loči približno desetkrat. Med najbližjim pristopom se signali iz pulsarja bistveno spustijo, saj ga črni velikanski modri velikan.
Opazovalci, ki so uporabljali 12,5 metrski visokoenergetski stereoskopski sistem (HESS), so med pari noči od februarja do aprila 2004 posneli ples para in jih tempirali, ko se je pulsar približal in se oddaljil od najbližje točke dueta. Astronomi so ugotovili, da se radijski valovi iz pulsarja ujemajo z ultra visokim gama sevanjem, ki prihaja iz regije.
Po besedah Felixa Aharoniana z Inštituta Max Plank za jedrsko fiziko v Heidelbergu v Nemčiji ta dvojiški sistem "omogoča" spletno gledanje "izjemno zapletenih MHD (magnetohidrodinamičnih) procesov ustvarjanja in prenehanja ultrarelativističnega pulsarja, pa tudi delcev pospeševanje z relativističnimi udarnimi valovi s preučevanjem spektralnih in časovnih značilnosti visoko energijskega gama-sevanja sistema. V tem pogledu je binarni sistem PSR B1259-63 edinstven laboratorij za raziskovanje fizike pulsarskih vetrov. "
Pulsara je skupina astronomov prvič zaznala leta 1992 s pomočjo radijskega teleskopa Parkes v Avstraliji. Njegov magnetni curek se usmeri proti Zemlji 20-krat na sekundo. Poleg radio emisije pulsar oddaja rentgenske žarke - na različnih energijskih nivojih - po svoji orbiti. Menijo, da so ti rentgenski žarki posledica sevanja, ki nastane, ko pulsarjevo magnetno polje deluje s plini, ki jih sprošča spremljevalni modri velikan.
Modri velikan SS 2883 je bil prvič odkrit kot sopotnik pulsarju leta 1992. Desetkratna je masa Sonca, ima pa visoke temperature in hitro gorijoč fuzijski motor. Vrti se zelo hitro in sčasoma izvrže material iz svojega ekvatorja. Glede na prispevek "Odkritje binarnega pulza PSR B-1259-63 ... s H.E.S.S.", "Be stars je znano, da imajo ne-izotropne zvezdne vetrove, ki tvorijo ekvatorialni disk z večjim masnim odtokom."
V prispevku je zapisano, da "meritve časa kažejo, da je disk nagnjen glede na orbitalno ravnino ..." tak orbitalni naklon povzroči, da "pulsar dvakrat prestopi disk blizu periastrona." In prav na teh križanjih se stvari resnično posušijo, ko pulsarjevo magnetno polje začne vzajemno delovati z nabitimi delci v območju povratnega šoka zvezdnega izliva.
Kot rezultat tega naj bi bil ta sistem "binarni plerion", kjer "intenzivno fotonsko polje, ki ga zagotavlja spremljevalna zvezda, ne igra le pomembne vloge pri hlajenju relativističnih elektronov, ampak služi kot popolna tarča za proizvodnjo visokih -energetski gama žarki z inverznim Comptonovim razprševanjem. " Felix razširi to predstavo z besedami, da »pulsar ni izoliran, ampak je lociran v binarnem sistemu blizu močne optične zvezde. V tem primeru pulzarski veter zaradi interakcije z zvezdnim vetrom pod visokim pritiskom plina preneha znotraj binarnega sistema, kjer je magnetno polje precej visoko (približno 1 G, to je 10 000 do 100 000-krat večje kot pri standardnih plerionih). Poleg tega elektroni zaradi prisotnosti optične zvezde med interakcijami (Comptonovo sipanje) in zvezdno svetlobo utrpijo velike izgube. Zaradi tega je življenjska doba elektronov zelo kratka, 1 ura ali manj. Visokoenergijski gama žarki se lahko proizvajajo tudi z medsebojnimi vplivi elektronov (in morda tudi protonov) z gostim plinom zvezdnega diska (tudi v precej kratkih časovnih okvirih!). "
Zvezdni sistem kot binarni plerion prikazuje obsežen energijski podpis, ki temelji na ekscentrični orbiti pulsara in širokih variacijah gostote obkrožnih snovi okoli SS 2883, s katerimi deluje. V bližini periastrona "hladni" pulsarski veter, ki medsebojno deluje z zunanjo plazmo, se konča z ustvarjanjem relativističnega udarnega vala, ki delce pospeši do izjemno visoke energije, 1 TeV ali več. Toplota v teh delcih se nato 'ohladi', ko fotoni udarijo hitro premikajoče se elektrone in pozitrone. Ta obratni Comptonov učinek razprševanja sprošča energijo z divjim ojačanjem frekvenc fotona. Poenostavljeno povedano, fotoni nizkoenergijske "vidne svetlobe" so povišani na veliko višje energijske ravni - nekateri dosegajo območje teraelektronskih voltov v zgornjem območju gama žarkov / spodnjih kozmičnih žarkov.
Medtem ko se pulsar oddaljuje od zvezdnega primarnega, naleti na manj in manj nabitih delcev, medtem ko gostota fotonov vidne svetlobe osrednje zvezde tudi odpade. Ko se to zgodi, se razprševanje fotonov zmanjša in sinhrotronsko sevanje začne prevladovati. Zaradi tega začnejo rentgenski žarki z nižjo močjo prevladovati v energijskem podpisu sistema, ko se pulsar upočasni in odmakne od zvezde.
Končno sta v orbiti pulsarjev dve obdobji, ko prečkata ekvatorialno ravnino obkrožnega diska modrega velikana. Te prehodne točke lahko povzročijo nastanek številnih superenergiranih fotonov, elektronov, pozitronov in celo nekaterih protonov. Ko nastanejo relativistično pospešeni delci, ti vzajemno delujejo z območjem, ki lahko sproži množico drugih delcev, ki se lahko razbijejo v visokoenergijske fotone in druge delce.
Iz prispevka, objavljenega 13. junija 2005, "Do zdaj je teoretično razumevanje tega zapletenega sistema, ki med seboj medsebojno vplivajo pulsar in zvezdni vetrovi, zaradi pomanjkanja omejujočih opazovanj precej omejeno." Astronomi zdaj lahko zaradi IACTS (Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes), kot je H.E.S.S., rešijo številne nove bližnje vire visoko energijskih gama žarkov iz drugih sistemov, kot je PSR B-1259-63 / SS 2883.
Zdi se, da je v sistemu PSR B-1259-63 / SS 2883 narava zagotovila astronomom - in fizikom - svojo lastno različico pospeševalnika delcev, ki ima visoko visoko energijo - takšno, ki je v dobrem stanju in je varna oddaljenost od Zemlje.
Spisal Jeff Barbour
