È una pulsar di millisecondi ... una stella di neutroni in rapida rotazione e sta per raggiungere la fine della sua fase di raccolta di massa. È stato occupato, ruotando a velocità di rotazione incredibilmente elevate da circa 1 a 10 millisecondi e sparando dai raggi X. Ora sta per succedere qualcosa. Perderà molta energia e invecchierà molto rapidamente.
L'astrofisico Thomas Tauris dell'Argelander-Institut für Astronomie e Max-Planck-Institut für Radioastronomie hanno pubblicato un articolo nel numero del 3 febbraio di Scienza dove ha mostrato attraverso equazioni numeriche la radice dell'evoluzione stellare e delle coppie di accrescimento. In questo modello, le pulsar di millisecondi mostrano di dissipare circa la metà della loro energia di rotazione durante l'ultima fase del processo di trasferimento di massa e poco prima che si trasformi in una sorgente radio. I risultati del dottor Tauris sono coerenti con le osservazioni attuali e le sue conclusioni spiegano anche perché una pulsar radio millisecondi appare avanzata rispetto alle loro stelle compagne. Questa potrebbe essere la risposta al perché le pulsar al di sotto del millisecondo non esistono affatto!
"Le pulsar di millisecondi sono vecchie stelle di neutroni che sono state spinte ad alte frequenze di rotazione tramite accrescimento di massa da una stella binaria compagna." dice il dottor Tauris. "Un problema importante per comprendere la fisica dell'evoluzione precoce degli spin delle pulsar millisecondi è l'impatto della magnetosfera in espansione durante le fasi terminali del processo di trasferimento di massa."
Attingendo la massa e il momento angolare da una stella ospite in un sistema binario, una pulsar di millisecondi vive la sua vita come una vecchia stella di neutroni altamente magnetizzata con una frequenza di rotazione estrema. Sebbene potremmo supporre che siano comuni, esistono solo circa 200 di questi tipi di pulsar esistenti nel disco galattico e nei cluster globulari. La prima di queste pulsar di millisecondi è stata scoperta nel 1982. Ciò che conta sono quelli che hanno una frequenza di centrifuga compresa tra 1,4 e 10 millisecondi, ma il mistero risiede nel perché hanno frequenze di centrifuga così rapide, i loro forti campi magnetici e le loro età che appaiono stranamente. Ad esempio, quando si spengono? Cosa succede alla frequenza di spin quando la stella del donatore smette di donare?
"Abbiamo ora, per la prima volta, combinato modelli dettagliati di evoluzione stellare numerica con calcoli della coppia frenante che agisce sulla pulsar rotante", afferma Thomas Tauris, autore del presente studio. “Il risultato è che le pulsar millisecondi perdono circa la metà della loro energia di rotazione nella cosiddetta fase di disaccoppiamento del lobo di Roche. Questa fase descrive la conclusione del trasferimento di massa nel sistema binario. Quindi, le pulsar millisecondi che emettono radio dovrebbero ruotare leggermente più lentamente dei loro progenitori, le pulsar millisecondi che emettono raggi X che stanno ancora accumulando materiale dalla loro stella donatrice. Questo è esattamente ciò che sembrano suggerire i dati osservativi. Inoltre, queste nuove scoperte possono aiutare a spiegare perché alcune pulsar millisecondi sembrano avere età caratteristiche superiori a quelle dell'Universo e forse perché non esistono radio pulsar sub-millisecondi. "
Grazie a questo nuovo studio siamo ora in grado di vedere come una pulsar che gira potrebbe eventualmente uscire da una rotazione di equilibrio. A questa età, la velocità di trasferimento di massa rallenta e influenza il raggio magnetosferico della pulsar. Questo a sua volta si espande e costringe la materia in entrata a fungere da elica. L'azione fa quindi rallentare la sua rotazione della pulsar e, a sua volta, rallenta la sua velocità di centrifuga.
"In realtà, senza una soluzione al problema dello" spegnimento ", ci aspetteremmo che le pulsar rallentino persino per periodi di rotazione di 50-100 millisecondi durante la fase di disaccoppiamento del lobo di Roche", conclude Thomas Tauris. "Ciò sarebbe in chiara contraddizione con l'evidenza osservativa dell'esistenza di pulsar di millisecondi."
Fonte originale della storia: Max-Planck-Institut für Radioastronomie News Release>. Per ulteriori letture: Spin-Down di pulsar radio millisecondi a Genesis.
