„Miran“ pulsar iznenada pokazao tri promene u rotaciji tokom 15 godina posmatranja

Pomoću više od 15 godina opservacija radio-teleskopom Parks, astronomi su detektovali tri rotacione promene kod pulsara PSR J1637−4642, mlade neutronske zvezde koja nije pokazivala znake promene u rotaciji otkako je otkrivena. Tri promene su uključivale jednu koja je izmenila njegovu stopu rotacije za skoro 3 dela po milionu (ppm).

Neutronske zvezde koje se brzo vrte, emitujući redovne pulseve radiosignala, nazivaju se pulsari. Neki pulsari povremeno doživljavaju iznenadna povećanja brzine rotacije. Mlađi pulsari su skloni da često ispoljavaju ovo ponašanje, zbog čega su zanimljivi za proučavanje.

Preporučujemo

Iako tačan uzrok ovih promena ostaje nepoznat, astronomi smatraju da su one uzrokovane iznenadnim transferom momenta impulsa iz superfluida unutar zvezde na njenu čvrstu koru.

PSR J1637−4642 je star 41.000 godina — izuzetno mlad po kosmičkim standardima. Rotira se jednom na svake 154 milisekunde. Uprkos svojoj mladosti i relativno visokoj emisiji energije, bio je „miran“ i nije pokazivao promene u rotaciji tokom otprilike jedne decenije posmatranja nakon otkrića.

Astronomi sa kineskog Univerziteta u Sjamenu analizirali su podatke prikupljene tokom 15,5 godina pomoću radio-teleskopa Marijang u periodu između februara 2009. i oktobra 2024.

Analiza je otkrila tri izražene promene u rotaciji. Prva se dogodila oko 2018. godine i bila je ubedljivo najjača. Rotaciona frekvencija pulsara iznenada se povećala za oko 17,54 mikroherca, što odgovara promeni od približno 2,7 ppm.

Druga promena se desila oko tri godine kasnije i bila je manja. Promenila je rotacionu frekvenciju za samo otprilike 14 nanoherca. Treća promena se odigrala oko 2,7 godina nakon druge. Bila je srednje jačine, proizvodeći povećanje frekvencije od oko 179 nanoherca.

„PSR J1637−4642 se pridružuje sve većoj klasi mladih pulsara koji ispoljavaju velike promene u rotaciji nakon produženih intervala mirovanja“, kažu istraživači.

Nakon prve promene, pulsar se nije odmah ustalio na svojoj novoj brzini rotacije. Umesto toga, deo promene se postepeno relaksirao tokom vremena. Modeliranje efekta promene je sugerisalo da je oko 1,9% momenta inercije neutronske zvezde povezano sa superfluidnim materijalom u njenoj unutrašnjoj kori. Model takođe daje vremensku skalu relaksacije od otprilike 102 dana.

Rezultati su u skladu sa dugotrajnom idejom da promene u rotaciji uzrokuju superfluidni neutroni u neutronskim zvezdama koji iznenada prenose moment impulsa na koru. Tada dolazi do naglog ubrzanja kore, što proizvodi iznenadno povećanje rotacione frekvencije. Nakon te promene, pulsar se postepeno relaksira, a unutrašnja kora i superfluid idu ka novom ekvilibrijumu.

„Naši rezultati pokazuju da čak i ‘mirni’ pulsari mogu imati značajnu aktivnost promene u rotaciji“, zaključuju istraživači. Dug period tišine pre prve promene mogao bi ukazivati na gomilanje napetosti tokom godina pre unutrašnjih promena koje su izazvale ubrzanje.

(Telegraf Nauka/Phys.org)