Οι αστρονόμοι έχουν αναπτύξει μια νέα τεχνική για να προσδιορίσουν με ακρίβεια τις ηλικίες των χιλιοστών του δευτερολέπτου πάλσαρ, τα πιο γρήγορα περιστρεφόμενα αστέρια στο σύμπαν. Η τυπική μέθοδος για την εκτίμηση των ηλικιών pulsar είναι γνωστό ότι αποδίδει αναξιόπιστα αποτελέσματα, ειδικά για τα γρήγορα περιστρεφόμενα pulsars χιλιοστών του δευτερολέπτου, δήλωσε ο Bülent Kiziltan, απόφοιτος αστρονομίας και αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια Sant a Cruz. «Ο ακριβής προσδιορισμός των ηλικιών του πάλσαρ έχει θεμελιώδη σημασία, επειδή έχει επιπτώσεις για την κατανόηση του σχηματισμού και της εξέλιξης των πάλσαρ, της φυσικής των αστεριών νετρονίων και άλλων περιοχών», είπε.
Ο Kiziltan συνεργάζεται με τον Stephen Thorsett, καθηγητή αστρονομίας και αστροφυσικής στο UCSC, για να μελετήσει την εξέλιξη των χιλιοστών του δευτερολέπτου. Παρουσίασε τα ευρήματά τους στη συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στην Πασαντένα τη Δευτέρα 8 Ιουνίου.
Ένα πάλσαρ είναι ένα ταχέως περιστρεφόμενο αστέρι νετρονίων, ο καταρρέων πυρήνας που παραμένει μετά από ένα τεράστιο αστέρι να εκραγεί ως σουπερνόβα. Το pulsar εκπέμπει ακτίνες ραδιοκυμάτων (καθώς και ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα) από τους μαγνητικούς πόλους του άστρου νετρονίων. Επειδή οι μαγνητικοί πόλοι δεν είναι ευθυγραμμισμένοι με τον άξονα περιστροφής του αστεριού, οι ακτίνες σαρώνουν σαν φάρος φάρου, στέλνοντας παλμούς ραδιοκυμάτων προς παρατηρητές στη Γη. Η περίοδος μεταξύ κάθε παλμού ραδιοκυμάτων αντιστοιχεί στον ρυθμό περιστροφής του άστρου νετρονίων.
«Στις περισσότερες περιπτώσεις, η μόνη πληροφορία που έχουμε είναι ο παλμός του ραδιοφώνου που λαμβάνουμε από αυτά τα συμπαγή αστέρια. Από αυτούς τους παλμούς προσπαθούμε να προσδιορίσουμε τις ηλικίες, τις μάζες και τις τροχιακές παραμέτρους - πράγματι ένα πολύ δύσκολο έργο », είπε ο Kiziltan.
Τα συνηθισμένα πάλσαρ τείνουν να περιστρέφονται μερικές φορές ανά δευτερόλεπτο και σταδιακά επιβραδύνονται με την ηλικία, τελικά γίνονται πολύ αχνά για ανίχνευση. Τα χιλιοστά του δευτερολέπτου, όμως, περιστρέφονται εκατοντάδες χρόνο ανά δευτερόλεπτο. Επιτυγχάνουν αυτούς τους εξαιρετικούς ρυθμούς περιστροφής τραβώντας υλικό από ένα δυαδικό συνοδευτικό αστέρι, μια διαδικασία που μεταφέρει γωνιακή ορμή από τον σύντροφο στο πάλσαρ.
«Αυτή η διαδικασία περιστροφής είναι ουσιαστικά σαν να δίνει CPR σε ένα νεκρό ή πεθαμένο pulsar, δίνοντάς του μια δεύτερη μίσθωση για τη ζωή», δήλωσε ο Kiziltan.
Η τυπική προσέγγιση για τον προσδιορισμό της «χαρακτηριστικής» ή «περιστροφής προς τα κάτω» της ηλικίας ενός πάλσαρ βασίζεται σε δύο παραμέτρους: την περίοδο μεταξύ των παλμών και του ρυθμού με τον οποίο επιβραδύνονται. Οι Kiziltan και Thorsett έδειξαν ότι αυτή η μέθοδος μπορεί να υπερεκτιμήσει ή να υποεκτιμήσει την ηλικία ενός πάλσαρ κατά ένα συντελεστή 10 όταν εφαρμόζεται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου.
Για να βελτιώσουν την ακρίβεια της τυπικής τεχνικής, ενσωμάτωσαν επιπλέον περιορισμούς που προκύπτουν από τη διαδικασία περιστροφής και φυσικά όρια στη μέγιστη περίοδο περιστροφής. «Τροποποιήσαμε τους υπολογισμούς ηλικίας για να είναι συνεπείς με αυτούς τους περιορισμούς και δείξαμε ότι αυτή η προσέγγιση μπορεί να επιτύχει εκτιμήσεις πιο κοντά στην πραγματική ηλικία του πάλσαρ», δήλωσε ο Kiziltan.
Δείχνουν ότι, σε ορισμένες περιπτώσεις, τα pulsars χιλιοστών του δευτερολέπτου που φαίνεται να είναι νεαρά μπορούν, στην πραγματικότητα, να είναι αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια παλαιότερα. Σε άλλες περιπτώσεις, τα νεαρά pulsars χιλιοστών του δευτερολέπτου μπορεί να μιμούνται τα χαρακτηριστικά των pulsars που είναι τόσο παλιά όσο ο ίδιος ο γαλαξίας.
Πηγές: AAS, UCSC
