Es ist ein Millisekundenpulsar ... ein schnell rotierender Neutronenstern und er steht kurz vor dem Ende seiner Massensammelphase. Es war beschäftigt, drehte sich mit unglaublich hohen Drehzahlen von etwa 1 bis 10 Millisekunden und schoss Röntgenstrahlen ab. Jetzt wird etwas passieren. Es wird sehr schnell viel Energie verlieren und altern.
Der Astrophysiker Thomas Tauris vom Argelander-Institut für Astronomie und vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie hat in der Ausgabe vom 3. Februar einen Artikel veröffentlicht Wissenschaft wo er durch numerische Gleichungen die Wurzel der Sternentwicklung und der Akkretionsdrehmomente gezeigt hat. In diesem Modell wird gezeigt, dass Millisekundenpulsare während der letzten Phase des Stoffübergangsprozesses und kurz bevor sie sich in eine Funkquelle verwandeln, ungefähr die Hälfte ihrer Rotationsenergie verbrauchen. Die Ergebnisse von Dr. Tauris stimmen mit den aktuellen Beobachtungen überein, und seine Schlussfolgerungen erklären auch, warum ein Radio-Millisekunden-Pulsar gegenüber seinen Begleitsternen altersbedingt erscheint. Dies könnte die Antwort darauf sein, warum Pulsare im Submillisekundenbereich überhaupt nicht existieren!
"Millisekundenpulsare sind alte Neutronensterne, die durch Massenakkretion eines binären Begleitsterns auf hohe Rotationsfrequenzen gedreht wurden." sagt Dr. Tauris. "Ein wichtiges Thema für das Verständnis der Physik der frühen Spinentwicklung von Millisekundenpulsaren ist der Einfluss der expandierenden Magnetosphäre in den Endstadien des Stoffübergangsprozesses."
Durch das Ziehen von Masse und Drehimpuls von einem Wirtsstern in einem binären System lebt ein Millisekundenpulsar sein Leben als hochmagnetisierter alter Neutronenstern mit einer extremen Rotationsfrequenz. Während wir annehmen könnten, dass sie häufig sind, gibt es nur etwa 200 dieser Pulsartypen, von denen bekannt ist, dass sie in galaktischen Scheiben und Kugelhaufen existieren. Der erste dieser Millisekundenpulsare wurde 1982 entdeckt. Was zählt, sind solche mit Spinraten zwischen 1,4 und 10 Millisekunden, aber das Rätsel lag darin, warum sie so schnelle Spinraten, ihre starken Magnetfelder und ihr seltsam erscheinendes Alter haben. Wann schalten sie sich zum Beispiel aus? Was passiert mit der Spinrate, wenn der Spenderstern aufhört zu spenden?
„Wir haben jetzt zum ersten Mal detaillierte numerische Sternentwicklungsmodelle mit Berechnungen des auf den sich drehenden Pulsar wirkenden Bremsmoments kombiniert“, sagt Thomas Tauris, der Autor der vorliegenden Studie. „Das Ergebnis ist, dass die Millisekundenpulsare in der sogenannten Roche-Lobe-Entkopplungsphase etwa die Hälfte ihrer Rotationsenergie verlieren. Diese Phase beschreibt die Beendigung des Stofftransfers im binären System. Daher sollten sich radioemittierende Millisekundenpulsare etwas langsamer drehen als ihre Vorläufer, röntgenemittierende Millisekundenpulsare, die immer noch Material von ihrem Donorstern anreichern. Dies ist genau das, was die Beobachtungsdaten zu suggerieren scheinen. Darüber hinaus können diese neuen Erkenntnisse erklären, warum einige Millisekunden-Pulsare ein charakteristisches Alter aufweisen, das über dem Alter des Universums liegt, und warum möglicherweise keine Sub-Millisekunden-Funkpulsare existieren. “
Dank dieser neuen Studie können wir jetzt sehen, wie ein sich drehender Pulsar möglicherweise aus einem Gleichgewichtsspin herausbremsen könnte. In diesem Alter verlangsamt sich die Stoffübergangsrate und beeinflusst den magnetosphärischen Radius des Pulsars. Dies wiederum dehnt sich aus und zwingt die ankommende Materie, als Propeller zu wirken. Die Aktion bewirkt dann, dass der Pulsar seine Rotation verlangsamt und - wiederum - seine Spinrate verlangsamt.
„Ohne eine Lösung des„ Ausschaltproblems “würden wir erwarten, dass sich die Pulsare während der Roche-Lobe-Entkopplungsphase sogar auf Spinperioden von 50 bis 100 Millisekunden verlangsamen“, schließt Thomas Tauris. "Das wäre ein klarer Widerspruch zu Beobachtungsnachweisen für die Existenz von Millisekundenpulsaren."
Originalstory Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie Pressemitteilung>. Zur weiteren Lektüre: Spin-Down von Radio-Millisekunden-Pulsaren bei Genesis.
