PSR J1906+0746

PSR J1906+0746 on binääripulsari , joka löydettiin vuonna 2004 Akvilan tähdistöstä . Tässä järjestelmässä radiopulsari ( neutronitähti ) pyörii yhteisen massakeskuksen ympäri jonkin verran raskaamman seuralaisen kanssa, joka on myös kompakti tähti - valkoinen kääpiö tai muu neutronitähti. Näiden tähtien välinen etäisyys on pieni - kiertoradan kiertoaika on 3,98 tuntia (0,166 päivää). Tämä on toiseksi pienin tunnetuista indikaattoreista vuoden 2015 alussa [2] . Relativistisilla vaikutuksilla on tärkeä rooli tällaisissa binäärijärjestelmissä . Erityisesti geodeettinen precessio siirtää radiopulsarin pyörimisakselia, minkä seurauksena magneettiakseliaan pitkin kulkenut ja löytöhetkellä aurinkokunnan saavuttanut radioemissio säde siirtyi vuoteen 2010 mennessä sellaisella tavalla. että maan päällä olevat radioteleskoopit eivät enää korjanneet sitä.

Löytö ja kuvaus

Pulsari löydettiin vuonna 2004 analysoitaessa radiohavaintoja, jotka tehtiin Arecibon observatoriossa Puerto Ricossa käyttämällä Arecibon L-band Feed Array (ALFA) -järjestelmää 1,2-1,7 GHz:n taajuuksilla [1] . Tiedot, joiden analyysi johti pulsarin löytämiseen, kerättiin 27.9.2004. Todisteet pulsarin olemassaolosta löydettiin sitten tämän taivaan osan havaintojen retrospektiivisessä analyysissä, joka saatiin jo 3. elokuuta 1998 Parkes Millibeam Pulsar Survey -ohjelman puitteissa . Löydöstä ilmoitettiin vuonna 2005 ja se julkaistiin vuonna 2006 [1] .

Tuloksena vertaamalla pulsarin viiden vuoden havaintojen aikana saatuja tietoja (vuodesta 2005 vuoden 2009 loppuun, eli ajanjaksolla, joka kattoi yli miljardin PSR J1906 + 0746 kierroksen akselinsa ympäri) suurimmassa. observatoriot - Nancy( Ranska ), Lavelle ( Iso- Britannia ), Green Bank ( USA ), Westerbrook( Alankomaat ) useita kymmeniä tuhansia syklejä tallennettiin mittaamalla pulsaripulssin saapumisaika [3] . Osoitettiin, että tämä supernovaräjähdyksen jälkeen muodostunut järjestelmä koostuu joko kahdesta neutronitähdestä tai toinen komponentti on valkoinen kääpiö . Komponenttien kierrosjakso yhteisen massakeskuksen ympärillä on 0,16599304686(11) päivää (tai 3,9838331246 tuntia), ne liikkuvat kiertoradalla epäkeskeisyydellä , joka on 0,0852996(6) - pienin kaikista neutronitähtiä sisältävistä pareista [ 4 ] . Apsidaaliviivan relativistinen kiertonopeus on 7,5841 (5) astetta vuodessa, mikä on toiseksi havaittu relativististen parien joukossa [1] .

Pulsari, joka pyörii akselinsa ympäri 144,1 millisekunnin jaksolla, lähettää radioaaltoja pitkin magneettiakseliaan, joka on kallistettu pyörimisakseliinsa nähden; Tämän seurauksena maallinen tarkkailija näkee ajoittain radiosäteilypurskeita. Pulsarin tyypillinen ikä on noin 112 tuhatta vuotta, pienin kaikista tunnetuista kaksoispulsareista sen löytämishetkellä. Tämä arvo on kuitenkin formaalinen, se on ekstrapolaatio pulsarin tällä hetkellä mitatusta hidastuvuusnopeudesta [1] . Todellisuudessa järjestelmän ikä eroaa ilmoitetusta.

On odotettavissa, että gravitaatioaaltojen emission aiheuttaman järjestelmän energiahäviön vuoksi järjestelmän molemmat tähdet sulautuvat noin 300 miljoonan vuoden kuluttua [1] [5] [6] [7] .

Laskelmat osoittavat, että tällaisia ​​järjestelmiä esiintyy galaksissa keskimäärin noin 60 kertaa miljoonassa vuodessa [1] , minkä seurauksena pulsari voi olla nuorin löydetyistä [5] [8] . Järjestelmä sijaitsee noin 25 000 valovuoden päässä Maasta [9] pallomaisessa Terzan 5 -tähtijoukossa Aquilan tähdistössä [10] . Binääripulsareista PSR J1906+0746:lla on toiseksi lyhyin tunnettu kiertoaika PSR J0737-3039 jälkeen . Pulsarin massa on 1.291(11) M ⊙ ja seuratähden massa 1.322(11) M ⊙ . Järjestelmä on samanlainen kuin muut havaitut relativistiset binäärijärjestelmät, jotka ovat samanlaisia ​​​​kuin kahden neutronitähden järjestelmiä ja neutronitähden ja valkoisen kääpiön järjestelmiä (esimerkiksi nuoresta pulsarista J1906+0746 ja valkoisesta kääpiöstä koostuva pari on samanlainen) [11] . Pulsarin pyörimisjakso kasvaa nopeudella noin 2×10 −14 sekuntia sekunnissa [12] . Järjestelmän kiertoaika pienenee nopeudella 0,56(3) × 10 −12 sekuntia sekunnissa, mikä johtuu gravitaatioaaltojen emissiosta ja on täysin yhdenmukainen yleisen suhteellisuusteorian ennusteiden kanssa (0,56498(15) ×10 −12 sekuntia sekunnissa) [12 ] .

Dispersiomittauksella määritetty etäisyys pulsarista on 5,40+0,56
-0,60 kpc [12] . Absorptiomenetelmällä mitattu etäisyys neutraaleissa vetylinjoissa on 7,4+2,5
−1,4kpc [12] .

Pulsarin pinnan magneettikenttä on 1,73 × 10 12 G [12] .

Röntgenhavainnot kiertävällä teleskooppi "Chandra" eivät tallentaneet pulsarin säteilyä alueella 0,5-8 keV . Tästä seuraa, että pulsarin terminen bolometrinen valoisuus ei ylitä arvoa 10 32 erg/s. Tämä on pienin valoisuus kaikista radiopulsareista, joilla on samanlainen vääntömomentin lasku [13] . Lisäksi on löydetty pulsarin keskellä olevaa kallistettua rengasta muistuttava rakenne, jonka kulmasäde on 1,6 kaariminuuttia; sen valoisuus alueella 0,5-8 keV on 1,2×10 32 erg/s, noin 0,045 % pulsarin kokonaisenergiahäviönopeudesta [13] .

Beam drift

Yleisen suhteellisuusteorian mukaan neutronitähtien (kuten minkä tahansa pyörivän kohteen yleensä) täytyy kokea precessio (kiertoakselin asteittainen pyöriminen, kuten kehrätty pyörivä kärki), joka kulkee kumppanitähden muodostaman syvän gravitaatiopotentiaalin läpi. Tätä kaarevassa aika-avaruudessa esiintyvää relativistista vaikutusta kutsutaan geodeettiseksi precessioksi; se havaittiin sekä muissa binääripulsareissa (J0737−3039B; J1141−6545 ; B1534+12 ; B1913+16 ) [12] ja paljon pienemmässä mittakaavassa gyroskooppien liikkeessä Gravity Probe B -satelliittioperaatiossa Maassa. kiertoradalla. Geodeettisen precession vuoksi pulsarin pyörimisakseli siirtyy 2,2 astetta vuodessa [3] [10] . Vuosina 2005–2009 pulsarin säteet molemmilta navoilta osuivat Maahan . Vuonna 1998 ja 2009 jälkeen vain yksi säde osui. Vuodesta 2010 alkaen hän myös lähti, minkä seurauksena pulsaria lakkasi havaitsemasta maanpäällisillä radioteleskoopeilla. Pulsarin kokonaisradiovirta vuosina 2006–2009 laski 0,8:sta 0,2 mJy :iin [12] . Mahdollisuus, että säde poikkeaa suunnasta Maahan geodeettisen precession vuoksi, todettiin jo vuonna 2006, ensimmäisessä tämän pulsarin löytämiseen omistetussa työssä [1] .

Geodeettinen precessio kuitenkin jatkuu ja pulsari saattaa jälleen tulla näkyviin maapallolle vuoden 2170 tienoilla [14] . Joery van Leuwen huomautti, että "valtavan keskinäisen painovoiman vetovoiman seurauksena pulsarin pyörimisakseli pyörii niin nopeasti, että säteilysäteet lakkaavat putoamasta Maahan. Pulsarista on tullut näkymätön jopa suurimmille kaukoputkille. Tämä on ensimmäinen kerta, kun näin nuori pulsari "kadonnut" precession seurauksena. Onneksi precession odotetaan tuovan pulsarin takaisin näkyville, mutta tämä voi kestää ainakin 160 vuotta” [3] .

6. marraskuuta 2014 Cornellin yliopiston preprinttien arkistossa ja 8. tammikuuta 2015 The Astrophysical Journalissa julkaistiin uusi artikkeli pulsarin tutkimuksen tuloksista [4] [12] . Samana päivänä (8. tammikuuta 2015) tulos esiteltiin American Astronomical Societyn 225. kokouksessa Seattlessa [15] . Paperi raportoi, että gravitaatiogeodeettinen precessio johti pulsar-radiosäteen poistumiseen maanpäällisten teleskooppien ulottumattomiin [16] .

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 D. R. Lorimer et ai. Arecibo Pulsar Survey käyttäen ALFAa. II. Nuori, erittäin relativistinen binaaripulsar J1906+0746  //  The Astrophysical Journal . — IOP Publishing . — Voi. 640 , iss. 1 . — s. 428-434 . - doi : 10.1086/499918 . - . — arXiv : astro-ph/0511523 .
2. ↑ Pienin tunnettu kiertoratajakso, 2,45 tuntia, havaitaan järjestelmässä, joka sisältää radiopulsarin PSR J0737-3039 B ja toisen neutronitähden.
3. ↑ 1 2 3 Kosmisen kehruun katoaminen (downlink) . ASTRON (5. tammikuuta 2015). Haettu 11. tammikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 11. tammikuuta 2015. (määrätön) 
4. ↑ 1 2 J. van Leeuwen et ai. The Binary Companion of Young, Relativist Pulsar J1906+0746  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2015. - Vol. 798 , no. 2 . - s. 118 . - doi : 10.1088/0004-637X/798/2/118 . - arXiv : 1411.1518 .
5. ↑ 1 2 Nuori, erittäin relativistinen binaaripulsari J1906+0746 . Cornellin yliopisto (17. marraskuuta 2005). Haettu 11. tammikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 6. heinäkuuta 2019. (määrätön)
6. ↑ Binääripulsari luopuu salaisuuksista ja katoaa sitten . EarthSky (8. tammikuuta 2015). Haettu 11. tammikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 11. tammikuuta 2015. (määrätön)
7. ↑ Tähtitieteilijät käyttävät katoavaa neutronitähteä avaruus-aika-käyrän mittaamiseen . Science Daily (8. tammikuuta 2015). Haettu 11. tammikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 11. tammikuuta 2015. (määrätön)
8. ↑ Nuoren, relativistisen pulsarin binaarinen seuralainen J1906+0746 . Cornellin yliopisto (6. marraskuuta 2014). Käyttöpäivä: 11. tammikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 7. marraskuuta 2015. (määrätön)
9. ↑ Avaruus-aika-käyrä mitattuna vuonna J1906 - Sitten neutronitähti katosi (linkki ei saatavilla) . Science 2.0 (8. tammikuuta 2015). Haettu 11. tammikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 11. tammikuuta 2015. (määrätön) 
10. ↑ 1 2 Tutkijat mittaavat avaruus-aika -käyrän kaksoitähden painovoimassa . Sci-News.com (9. tammikuuta 2015). Haettu 11. tammikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 11. tammikuuta 2015. (määrätön)
11. ↑ Nuoren, relativistisen pulsarin binaarinen seuralainen J1906+0746 . Fysiikan instituutti (10. tammikuuta 2015). Käyttöönottopäivä: 11.1.2015. (määrätön)
12. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Joeri van Leeuwen et al. Nuoren, relativistisen pulsarin binaarinen seuralainen J1906+0746 (arXiv:1411.1518) . Cornellin yliopisto (6. marraskuuta 2014). Haettu 12. tammikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 7. marraskuuta 2015. (määrätön)
13. ↑ 1 2 Kargaltsev, O.; Pavlov, GG Chandra Relativistisen binaarin havainnointi J1906+0746  (englanniksi)  // The Astrophysical Journal . — IOP Publishing . — Voi. 702 , iss. 1 . - s. 433-440 . - doi : 10.1088/0004-637X/702/1/433 . - . - arXiv : 0904.2219 .
14. ↑ J1906+0746 Lehdistötiedote (linkki ei saatavilla) . ASTRON . Haettu 11. tammikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 11. tammikuuta 2015. (määrätön) 
15. ↑ AAS:n 225. kokous . American Astronomical Society (8. tammikuuta 2015). Haettu 11. tammikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 11. tammikuuta 2015. (määrätön)
16. ↑ Pulsar katoaa näkyvistä aikavääristymän vuoksi . BBC venäjäksi (10. tammikuuta 2015). Käyttöpäivä: 11. tammikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 13. tammikuuta 2015. (määrätön)