Neutronų žvaigždės yra vienas žaviausių astronominių objektų žinomoje Visatoje. Be to, kad jos yra tankiausios žvaigždės (išskyrus galimas varškines žvaigždes), jos taip pat sudaro dvejetaines poras su didžiulėmis žvaigždėmis. Iki šiol buvo atrastos tik 39 tokios sistemos, o dar mažiau jų aptikta, kurias sudarė didžiulė žvaigždė ir labai didelės energijos (VHE) gama spinduliuotės neutroninė žvaigždė.
Iki šiol buvo rasta tik dvi iš šių sistemų, iš kurių antrąją vos prieš kelerius metus atrado tarptautinių astronomų komanda, žinoma kaip labai energetinio spinduliuotės vaizdavimo teleskopo matricos sistemos (VERITAS) bendradarbiavimas. Šis atradimas buvo ne tik retas radinys, bet ir labai pasisekė, nes neįprastas elgesys, kurį jie pastebėjo iš šios sistemos, nepasikartos iki 2067 m.
Paprasčiau tariant, neutroninės žvaigždės yra tankios žvaigždės, sprogusios supernovoje, liekanos, palikdamos ypač tankų, kompaktišką objektą, kuris greitai sukasi. Dėl to neutroninė žvaigždė sukuria galingus magnetinius laukus, kurie nukreipia savo spinduliuotę į tankų pluoštą, kuris atrodo kaip švyturys žiūrint iš krašto. Kai šie pluoštai susikerta su žeme, astronomai gali aptikti šiuos impulsus radijo ir kituose bangos ilgiuose.
Kadangi įprasta, kad didžiulės žvaigždės sudaro dvejetaines poras, nenuostabu, kad kai kurie pulsatoriai turi orbitą keliantį kompanioną, kuris išgyveno iš savo partnerio, einančio supernova. Taip pat įprasta, kad šios sistemos turi šiukšlių diskus, kuriuos veikia greitai besisukantis pulsaras. Spinduliuotė susiduria su šiukšlėmis, todėl susidaro įkrautos dalelės, kurias galima pagreitinti iki beveik šviesos greičio, todėl gaunami labai aukštos energijos (VHE) gama spinduliai.
Naudodamas keturis 12 metrų teleskopus Fredo Lawrence'o Whippleo observatorijoje, kurią valdo Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO), VERITAS bendradarbiavimas pradėjo sekti tai, kas 2016 m. Buvo laikoma VHE gama spinduliuotės impulsų sistema. Šis šaltinis yra didžiuliame žvaigždžių darželyje apie 5000 šviesmečių atstumu nuo Žemės Cygnus žvaigždyno kryptimi.
Padedant astronomų komandai, kuri naudojo du 17 m pagrindinius atmosferos gama vaizduojančius Čerenkovo (MAGIC) teleskopus (esančius El Roque de Los Muchachos observatorijoje Kanarų salose), komanda nustatė, kad pulsaras turėjo didžiulį žvaigždžių palydovą. kuri orbitavo ją kas 50 metų ypač elipsine orbita. Abi komandos taip pat apskaičiavo, kad žvaigždės bus arčiausiai savo orbitos taškų iki 2017 m. Lapkričio 13 d. Ir nebebus iki 2067 m.
Bendradarbiavimo VERITAS vadovai anksčiau dalyvavo kituose astronomuose, kad stebėtų šią sistemą prieš, artimiausiu metu ir po jos. Naudodamiesi keturiais Fredo Lawrence'o Whippleo observatorijos teleskopais, jie aptikė gama spindulius iš ypač trumpų Čerenkovo radiacijos blyksnių, kurie atsiranda danguje, kai juos sugeria Žemės atmosfera.
Pradiniai stebėjimai, atlikti 2016 m., Atskleidė silpną gama spinduliuotės spinduliavimą, kuris atitiko faktą, kad dvejetainė sistema yra įmontuota į žvaigždžių darželį. „Šis žemo lygio, pastovus išmetimas greičiausiai kyla iš ūko, kurį nuolat maitina pulsaras“, - teigė Ralph Bird, Los Andželo Kalifornijos universiteto doktorantas, vaidinęs pagrindinį vaidmenį VERITAS kampanijoje.
Todėl mokslininkai laukė, kol žvaigždės pasieks arčiausią savo orbitos tašką, kad pamatytų, ar įvyks kokių nors pokyčių. Anot Alicia López Oramas, tyrinėjančios MAGIC institutą „Astrofísica de Canarias“ (IAC) ir vienos iš atitinkamų tyrimo autorių, „tikimasi, kad tokia unikali sistema skleis labai didelės energijos gama spindulius šio požiūrio metu , ir šios galimybės nebuvo galima praleisti. “
Iki rugsėjo viskas pradėjo drastiškai pasikeisti. Kaip Tyler Williamson, Delavero universiteto Fizikos ir astronomijos katedros magistrantas ir kitas pagrindinis VERITAS bendradarbis, nurodė:
„Gama spindulių srautas, kurį stebėjome rugsėjį, buvo dvigubai didesnis už ankstesnį. Artimiausiai artėjant link žvaigždės ir pulsaro, 2017 m. Lapkričio mėn. Srautas padidėjo 10 kartų per vieną naktį. “
Siekdama paaiškinti šį elgesį, komanda savo pastebėjimams pritaikė teorinius modelius, pagrįstus naujausiomis teorijomis apie pulsavus, šiukšlių diskus ir susidarančią emisiją. Tai pasirodė nesėkminga, todėl jie padarė išvadą, kad reikia reikšmingų pakeitimų, įskaitant geresnę informaciją apie dviejų žvaigždžių susidūrimą.
Trumpai tariant, norint atlikti tinkamą modeliavimą, reikia daugiau šios dvejetainės poros stebėjimų. Tai nestebina, nes ši sistema yra tik antrasis dvejetainio pulsaro sistemos, skleidžiančios VHE gama spinduliuotę, atvejis. Nepaisant to, abiejų grupių surinkti stebėjimai buvo neįkainojami, turint omenyje, kad visi ankstesni paaiškinimai apie VHE gama spinduliuotės dvejetainius ryšius buvo spėlionės.
Ateinančiais metais mokslininkai planuoja toliau stebėti šį ir kitus pulsorius, kad galėtų stebėti egzotišką elgesį, kylantį iš šio kraštutinio tipo objektų. Ir jei bus galima sukurti tinkamus šios konkrečios sistemos modelius, tai bus nepaprastai vertinga mokslininkams, siūlantiems įžvalgą apie kompaktiškų objektų gimimą ir evoliuciją - pradedant pulsarais ir baigiant dvejetainėmis juodųjų skylių sistemomis.
Kaip teigė CfA astrofizikas Wystanas Benbowas, „tęstinės investicijos į unikalių pažangiausių įrenginių, tokių kaip VERITAS, eksploatavimą yra kritinės svarbos ir užtikrins tolesnes galimybes pasiekti transformacinį mokslą“.
VERITAS bendradarbiavimą sudaro 80 mokslininkų iš 20 institucijų, esančių JAV, Kanadoje, Vokietijoje ir Airijoje. Jų išvadas apibūdinantis tyrimas neseniai pasirodė Astrofizinių žurnalų laiškai. Fredo Lawrence'o Whippleo observatoriją valdo Smithsonian Astrophysical Observatory's (SAO).
