De când au fost descoperite pentru prima dată la sfârșitul anilor '60, pulsarsii au continuat să-i fascineze pe astronomi. Chiar dacă mii de aceste stele pulsante și învârtite au fost observate în ultimele cinci decenii, există multe despre ele care continuă să ne eludeze. De exemplu, în timp ce unii emit atât impulsuri radio cât și raze gamma, altele sunt limitate la radiații radio sau gamma.
Cu toate acestea, datorită unei perechi de studii de la două echipe internaționale de astronomi, am putea fi tot mai aproape de a înțelege de ce este acest lucru. Bazându-se pe datele colectate de Observatorul de raze X al Chandra a două pulsars (Geminga și B0355 + 54), echipele au putut să arate cum pot fi legate emisiile lor și structura de bază a nebuloaselor lor (care seamănă cu meduze).
Aceste studii, „Observații adânci ale Chandra ale nebuloasei eoliene Pulsar, create de PSR B0355 + 54” și „Nebuloasa Vânturilor Pulsarului Geminga” au fost publicate în Călătoria astrofizicăL. Pentru ambele, echipele s-au bazat pe datele cu raze X de la Observatorul Chandra pentru a examina pulsarsele Geminga și B0355 + 54 și nebuloasele lor cu vânt pulsar (PWN).
Situate la 800 și 3400 de ani lumină de Pământ (respectiv), pulsarii Geminga și B0355 + 54 sunt destul de similare. Pe lângă faptul că au perioade de rotație similare (de 5 ori pe secundă), aceștia sunt și aceiași vârstă (~ 500 milioane de ani). Cu toate acestea, Geminga emite doar impulsuri cu raze gamma în timp ce B0355 + 54 este unul dintre cele mai strălucitoare pulsars radio cunoscute, dar nu emite raze gamma observabile.
Mai mult, PWN-urile lor sunt structurate diferit. Bazat pe imagini compuse create folosind date cu raze X Chandra și date infraroșii Spitzer, una seamănă cu o meduză ale cărei pene sunt relaxate, în timp ce cealaltă arată ca o meduză închisă și flexată. După cum Bettina Posselt - un asociat senior de cercetare la Departamentul de Astronomie și Astrofizică din Penn State, și autorul principal al studiului Geminga - a declarat la revista Space Space prin e-mail:
„Datele Chandra au dus la două imagini cu raze X foarte diferite ale nebuloaselor de vânt pulsar din jurul pulsarelor Geminga și PSR B0355 + 54. În timp ce Geminga are o structură distinctă cu trei cozi, imaginea PSR B0355 + 54 arată o coadă largă cu mai multe substructuri. "
După toate probabilitățile, cozile Geminga și B0355 + 54 sunt jeturi înguste care emană de la stâlpii de pulsar. Aceste jeturi se află perpendicular pe discul în formă de gogoașă (de asemenea, un torus) care înconjoară regiunile ecuatoriale pulsars. După cum a declarat Noel Klingler, un student absolvent la Universitatea George Washington și autorul lucrării B0355 + 54, pe Space Magazine prin e-mail:
„Mediul interstelar (ISM) nu este un vid perfect, astfel încât ambele pulsars plutesc prin spațiu la sute de kilometri pe secundă, urmele de gaz din ISM exercită presiune, împingând astfel înapoi / îndoirea nebuloaselor eoliene pulsare. în spatele pulsars, așa cum se arată în imaginile obținute de Observatorul de raze X Chandra. "
Structurile lor aparente se datorează dispoziției lor față de Pământ. În cazul lui Geminga, viziunea torusului este extremă, în timp ce jeturile indică părțile laterale. În cazul lui B0355 + 54, torusul este văzut față-n timp, în timp ce jeturile se îndreaptă atât spre, cât și departe de Pământ. Din punctul nostru de vedere, aceste jeturi arată parcă sunt unul peste altul, ceea ce îl face să pară că are o coadă dublă. După cum o descrie Posselt:
„Ambele structuri pot fi explicate cu același model general de nebuloase cu vânt pulsar. Motivele diferitelor imagini sunt (a) perspectiva noastră de vizualizare și (b) cât de rapid și unde se mișcă pulsarul. În general, structurile observabile ale unor astfel de nebuloase cu vânt pulsar pot fi descrise cu un torent ecuatorial și jeturi polare. Torus și jeturi pot fi afectate (de exemplu, jeturi îndoite) de „vântul capului” din mediul interstelar în care se deplasează pulsarul. În funcție de unghiul nostru de vizualizare al torului, jeturile și mișcarea pulsarului, diferite imagini sunt detectate de observatorul cu raze X Chandra. Geminga este văzută „din lateral” (sau margine în raport cu torul) cu jeturile situate aproximativ în planul cerului, în timp ce pentru B0355 + 54 ne uităm aproape direct la unul dintre poli. "
Această orientare ar putea ajuta, de asemenea, să explice de ce cele două pulsars par să emită diferite tipuri de radiații electromagnetice. Practic, poli magnetici - care sunt aproape de poliții lor de rotire - sunt de unde se crede că provin emisiile radio ale unui pulsar. Între timp, se crede că razele gamma sunt emise de-a lungul ecuatorului rotativ al pulsarului, unde se află torusul.
„Imaginile dezvăluie faptul că vedem Geminga de la margine (adică, privind spre ecuatorul său), deoarece vedem razele X din particule lansate în cele două jeturi (care sunt aliniate inițial cu fasciculele radio), care sunt îndreptate către cer. , și nu pe Pământ, a spus Klingler. „Aceasta explică de ce vedem doar impulsuri cu raze Gamma de la Geminga. Imaginile indică, de asemenea, că ne uităm la B0355 + 54 dintr-o perspectivă de sus în jos (adică deasupra unuia dintre stâlpi, privind în jeturi). Așa cum pulsarul se rotește, centrul fasciculului radio se strecoară pe Pământ și detectăm impulsurile; dar razele gamma sunt lansate direct din ecuatorul pulsarului, așa că nu le vedem din B0355. "
„Constrângerile geometrice pe fiecare pulsar (unde sunt poli și ecuatorul) din nebuloasele de vânt pulsar ajută la explicarea descoperirilor referitoare la impulsurile radio și gamma ale acestor două stele de neutroni”, a spus Posselt. „De exemplu, Geminga pare radio-liniștită (fără impulsuri radio puternice), deoarece nu avem o vedere directă la poli și se consideră că emisia radio pulsată este generată într-o regiune apropiată de poli. Dar Geminga prezintă pulsiuni puternice de raze gamma, deoarece acestea nu sunt produse la poli, ci mai aproape de regiunea ecuatorială. ”
Aceste observații au făcut parte dintr-o campanie mai mare de studiu a șase pulsars care s-a văzut că emite raze gamma. Această campanie este condusă de Roger Romani de la Universitatea Stanford, cu colaborarea astronomilor și cercetătorilor de la GWU (Oleg Kargaltsev), Penn State University (George Pavlov) și Universitatea Harvard (Patrick Slane).
Nu numai că aceste studii aruncă o lumină nouă asupra proprietăților nebuloaselor de vânt pulsar, dar oferă și dovezi observaționale pentru a ajuta astronomii să creeze modele teoretice mai bune de pulsars. În plus, studii ca acestea - care examinează geometria magnetosferelor pulsare - ar putea permite astronomilor să estimeze mai bine numărul total de stele explozate în galaxia noastră.
Cunoscând intervalul de unghiuri în care pulsarii sunt detectabili, ei ar trebui să poată estima mai bine cantitatea care nu este vizibilă de pe Pământ. Încă un alt mod în care astronomii lucrează pentru a găsi obiecte cerești care ar putea fi pândite în locurile orbe ale umanității!
