MIT Astronomers Discover Mysterious “Black Widow” Binary System

Pulsar Črne vdove in zvezdni spremljevalec

Animacija, ki prikazuje pulsarja črne vdove in njegovega manjšega zvezdnega spremljevalca. kredit: NASA-in Goddard Space Flight Center/Cruise Divided

sistema, ki lahko nastane blizu središča galaksijaKroži jo tretji zvezdni spremljevalec.

Narisana je svetlost bližnje zvezde MIT Astronomi do novega in skrivnostnega sistema na razdalji 3000 svetlobnih let od Zemlje. Zdi se, da je čudna zvezdna nenavadnost nova “binarna črna vdova” – hitro vrteča se nevtronska zvezdabodisi PulsarKi kroži in počasi porablja manjšo spremljevalno zvezdo, kot to počne njeno ime pajek s svojo spremljevalko.

V Rimski cesti je približno dva ducata binarnih sistemov črne vdove, ki jih poznajo astronomi. Ta najnovejši kandidat, imenovan ZTF J1406+1222, ima najkrajše obdobje katere koli orbite, ki je bila še identificirana, pri čemer pulsar in spremljevalna zvezda krožita drug okoli drugega vsakih 62 minut. Sistem je še posebej nenavaden, ker se zdi, da gosti tretjo, bolj oddaljeno zvezdo, ki obkroži dve notranji zvezdi vsakih 10.000 let.

Ta potencialna trojna črna vdova sproža vprašanja o tem, kako bi lahko nastala takšna ureditev. Na podlagi svojih opazovanj ekipa MIT predlaga zgodbo o nastanku: tako kot pri večini dvojnih sistemov Črne vdove, je trojni sistem verjetno izviral iz gostega ozvezdja starejših zvezd, znanih kot kroglaste kopice. Ta posebna kopica se je morda premaknila v središče Rimske ceste, kjer je težišče Črna luknja Trojica je bila dovolj, da je grozd raztrgal, medtem ko je Črna vdova ostala nedotaknjena.

Pulsar Črne vdove in njegov zvezdni spremljevalec

Ilustrirani pogled na pulsar črne vdove in njegovega zvezdnega spremljevalca. Emisija gama žarkov (magenta) pulzarja močno segreje sprednji del zvezde (oranžna). Pulsar počasi izhlapi svojega spremljevalca. kredit: NASA-in Goddard Space Flight Center/Cruise Divided

“To je zapleten scenarij rojstva,” pravi Kevin Burge, podoktorski sodelavec Pappalardo na oddelku za fiziko MIT. “Ta sistem verjetno lebdi v Rimski cesti dlje kot Sonce.”

Burge je avtor študije, ki je bila objavljena danes (4. maja 2022) v reviji Narava ki podrobno opisuje iskanje ekipe. Raziskovalci so uporabili nov pristop za odkrivanje trojnega sistema. Medtem ko je večina binarnih sistemov črne vdove zaznana z gama in rentgenskim sevanjem, ki ga oddaja osrednji pulsar, je ekipa za zaznavanje ZTF J1406+1222 uporabila vidno svetlobo in še posebej utripajočo svetlobo spremljevalne zvezde dvojčke.

“Ta sistem je res edinstven, kar zadeva črne vdove, ker smo ga našli z vidno svetlobo in zaradi njegovega širokega spremljevalca ter dejstva, da je prišel iz galaktičnega središča,” pravi Burge. “Še vedno veliko tega ne razumemo. Imamo pa nov način iskanja teh sistemov na nebu.”

Soavtorji študije so sodelavci iz več institucij, vključno z: Univerza v WarwickuCaltech, Univerza v WashingtonuUniverza McGill in Univerza v Marylandu.

dan in noč

Binarje Črne vdove poganjajo pulsarji – hitro vrteče se nevtronske zvezde, ki so strnjena jedra masivnih zvezd. Pulsar ima vrtoglavo rotacijsko obdobje, ki se vrti okoli vsakih nekaj milisekund in pri tem oddaja visokoenergijske gama in rentgenske žarke.

Običajno se pulsarji vrtijo navzdol in hitro umrejo, saj izgorevajo velike količine energije. Toda vsake toliko lahko mimoidoča zvezda da novo življenje pulsarju. Ko se zvezda približuje, gravitacija pulzarja potegne material stran od zvezde, kar zagotavlja novo energijo za poganjanje pulzarja nazaj navzgor. “Reciklirani” pulsar nato začne ponovno oddajati energijo, ki dodatno raztrga zvezdo in jo sčasoma uniči.

“Te sisteme imenujemo črne vdove zaradi tega, kako pulsar porabi tisto, kar je recikliral, kot pajek, ki poje svojega partnerja,” pravi Burge.

Vsaka dvojna črna vdova do danes je bila odkrita z rentgenskimi bliskavicami gama in pulsarjev. Najprej je Burge naletel na ZTF J1406+1222 prek optičnega utripanja spremljevalne zvezde.

Izkazalo se je, da je dnevna stran spremljevalne zvezde – stran, obrnjena proti pulsarju – lahko nekajkrat bolj vroča od nočne zaradi neprekinjenega visokoenergijskega sevanja, ki ga prejema od pulsarja.

“Mislil sem, da namesto da bi neposredno iskali pulsarje, poskusite iskati zvezdo, ki zori,” pojasnjuje Burge.

Utemeljili so, da če bi astronomi videli zvezdo, katere svetlost se občasno močno spreminja, bi bil to močan pokazatelj, da je v dvojičku s pulzarjem.

gibanje zvezd

Da bi preizkusili to teorijo, so Burge in njegovi sodelavci pregledali optične podatke, ki jih je posnel Zwicky Transient Facility, kalifornijski observatorij, ki posname slike širokega polja nočnega neba. Ekipa je preučevala svetlost zvezd, da bi ugotovila, ali se katera dramatično spreminja za faktor 10 ali več, v časovnih okvirih približno eno uro ali manj – signali, da pulzar tesno kroži okoli, kar kaže na prisotnost spremljevalne zvezde.

Ekipa je lahko izbrala na desetine znanih binarnih datotek črne vdove, kar je potrdilo novo metodo natančnost, Nato so opazili zvezdo, katere svetlost se je spreminjala za faktor 13 vsakih 62 minut, kar kaže, da je del nove dvojne črne vdove, ki so jo označili z ZTF J1406+1222.

Zvezdo je opazoval v opazovanjih, ki jih je posnel Gaia, vesoljski teleskop, ki ga upravlja Evropska vesoljska agencija in ki hrani natančne meritve položaja in gibanja zvezd na nebu. Ob pogledu na meritve desetletja stare zvezde iz raziskave Sloan Digital Sky Survey je ekipa ugotovila, da je binarno ujeto še ena oddaljena zvezda. Če pogledamo njihove izračune, se je zdelo, da ta tretja zvezda kroži okoli notranjega dvojčka vsakih 10.000 let.

Zanimivo je, da astronomi niso zaznali neposredne emisije gama ali rentgenskih žarkov iz pulsarjev v dvojčku, kar je tipičen način potrjevanja črnih vdov. ZTF J1406+1222 zato velja za binarno črno vdovo, kar ekipa upa, da bo potrdila s prihodnjimi opazovanji.

“Ena stvar, ki jo zagotovo vemo, je, da vidimo zvezdo z veliko bolj vročim dnevom kot ponoči, ki obkroži nekaj vsakih 62 minut,” pravi Burge. “Vse kaže na to, da gre za binarno različico Črne vdove. Vendar je na njej nekaj čudnih stvari, zato je možno, da je čisto nova.”

Ekipa namerava nadaljevati z opazovanjem novega sistema, pa tudi z uporabo optične tehnike za osvetlitev več nevtronskih zvezd in črnih vdov na nebu.

Referenca: Kevin B. Burge, Thomas R. Marsh, Jim Fuller, Eric C. “62-minutno orbitalno obdobje Black Widow Binary in a Wide Hierarchical Triplet” avtorjev Bellum, Ilaria Caiazzo, Dipto Chakraborty, Michael W. Coughlin, Kishale Day. , VS Dhillon, Matthew J. Graham, Pablo Rodriguez-Gil, Amrita D. Godand, David L. Kaplan, Erin Cara, Albert KH Kong, SR Kulkarni, Kwan-Lok ​​Lee, SP Littlefair, Walid A. Aaron B. Perlman, ES Finney, Jan van Rostel, Robert A. Simko, Igor Andreini, Andrew J. Drake, Richard G. Dekney, Dmitrij A. Duev, Eric C. Kul, Ashish A. Mahabal, Michael S. Medford, Reid Riddle in Thomas A. Prince, 4. maja 2022, Narava,
DOI: 10.1038/s41586-022-04551-1

To raziskavo je delno podprla Nacionalna znanstvena fundacija.

READ  Zdravniki opažajo, da najstnice razvijajo tike in mislijo, da je morda vpleten TikTok

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen.

Read also x