天文学家发现罕见的“ Redback”毫秒脉冲星

2021年2月4日,通过 新闻人员/来源

使用来自 美国宇航局的费米太空望远镜 以及公民科学项目的巨大计算能力 爱因斯坦@家美国天文学家发现,每秒旋转377次的伽马射线脉冲星PSR J2039-5617与质量约为0.15太阳质量的恒星伴星一起进入轨道。

艺术家对PSR J2039-5617及其伴侣的印象。图片提供:B。Knispel / 克拉克 /马克斯·普朗克引力物理研究所/ 美国宇航局的戈达德太空飞行中心。

艺术家对PSR J2039-5617及其伴侣的印象。图片提供:B。Knispel / 克拉克 /马克斯·普朗克引力物理研究所/ 美国宇航局的戈达德太空飞行中心。

毫秒脉冲星 是古老的中子星,由于来自轨道伴星的物质增加而旋转到毫秒旋转周期。

这种“回收”情况最有力的证据来自发现了三个过渡毫秒脉冲星,这些脉冲星在旋转动力毫秒脉冲星和增生动力低质量X射线二元态之间切换。

这些系统在旋转状态下都属于一类相互作用的二进制毫秒脉冲星,称为“红背”,即在轨道上包含毫秒脉冲星且伴有低质量伴星的系统。

红背和与之密切相关的“黑寡妇”以蜘蛛的种类命名,在这种蜘蛛中,观察到较重的雌性在交配后会消耗较小的雄性,这反映了一个事实,即较轻的伴星被脉冲星的粒子风和/或强烈的高能辐射。

直到最近,在银河系的调查中只发现了少数这些“蜘蛛”系统。这很可能是由于烧蚀现象,使红背和黑寡妇有了自己的绰号:来自同伴的血浆可以使脉冲星的无线电脉冲在轨道的大部分区域发生蚀变,散射和扩散,从而使这些物体很容易在无线电中丢失脉冲星调查。

“多年来一直怀疑在我们现在称为PSR J2039-5617的震源中心有一个脉冲星,一个快速旋转的中子星,”博士Lars Nieder说道。马克斯·普朗克引力物理研究所的学生。

“但是只有通过数万名志愿者向Einstein @ 首页捐赠的计算能力,才能揭开面纱并发现伽马射线脉动。”

PSR J2039-5617已 已知的 自2014年以来一直是类似脉冲星的明亮伽玛射线源 3FGL J2039.6-5618.

到目前为止,所有获得的证据都指向轨道上快速旋转的中子星,而低质量恒星是其源头。但是缺少明确的证据。

解决这个难题的第一步是使用光学望远镜观察恒星伴侣。

观测结果提供了关于二元系统的精确知识,没有二元系统,伽马射线脉冲星搜索将不可行。

系统’在轨道周期内,其亮度会有所变化,具体取决于中子星同伴面对地球的哪一侧。

“对于PSR J2039-5617,有两个主要过程在起作用,”乔德雷尔银行天体物理学中心的天文学家Colin Clark博士说。

“脉冲星加热了轻巧伴侣的一侧,看起来更明亮,更蓝。”

“此外,脉冲星的引力使同伴变形,导致恒星的视在大小在轨道上变化。”

“这些观察结果使我们的团队能够对双星的5.5小时轨道周期以及系统的其他特性进行最精确的测量。”

发现 发表在 皇家天文学会月报.

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克拉克 。 2021. Einstein @ 首页发现的伽马射线毫秒脉冲星PSR J2039–5617证实了其预测的红背性质。 MNRAS 502(1):915-934; doi:10.1093 / mnras / staa3484

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