Astronomer inspicerer dannelsen af ​​millisekundpulsar PSR J1946+3417

Et hold kinesiske astronomer har gennemført en undersøgelse, der sigter mod at inspicere dannelsesscenarier for millisekundpulsaren PSR J1946+3417. De fandt ud af, at pulsaren højst sandsynligt blev dannet som et resultat af en faseovergang. Undersøgelsen blev offentliggjort 10. juni på arXiv pre-print server.

Pulsarer er stærkt magnetiserede, roterende neutronstjerner, der udsender en stråle af elektromagnetisk stråling. De hurtigst roterende pulsarer, med rotationsperioder under 30 millisekunder, er kendt som millisekundpulsarer (MSP'er). Astronomer antager, at de er dannet i binære systemer, når den oprindeligt mere massive komponent bliver til en neutronstjerne, der derefter bliver spundet op på grund af ophobning af stof fra den sekundære stjerne.

PSR J1946+3417 er en excentrisk MSP (eMSP) med en spinperiode på 3,17 ms. Den består af en neutronstjerne, der er omkring 80 procent mere massiv end vores sol, og en hvid dværg med en masse på cirka 0,266 solmasser. Systemet har en omløbsperiode på omkring 27 dage og orbital excentricitet på et niveau på 0,134.

En sådan høj excentricitet af PSR J1946+3417 udfordrer nuværende MSP-dannelsesteorier, derfor besluttede et hold af astronomer ledet af Long Jiang fra Xinjiang Astronomical Observatory i Kina at udføre simuleringer for at finde det mest plausible scenarie, der kunne forklare oprindelsen af ​​denne kilde.

"Ved at bruge stjerneudviklingskoden MESA, vi simulerede udviklingen af ​​dens stamfader, " forklarede forskerne.

Holdet formåede at simulere udviklingen af ​​stamfaderen til PSR J1946+3417. Ifølge deres model, neutronstjernen havde en begyndelsesmasse på omkring 1,4 solmasser, og ledsageren var en hovedsekvensstjerne, der var omkring 60 procent mere massiv end solen. Bagefter, det binære, som har en indledende omløbsperiode på cirka 2,59 dage, udviklet sig til et post-lavmasse røntgen binært system (post-LMXB).

Baseret på de indhentede data, astronomerne foreslår, at dannelsen og udviklingen af ​​PSR J1946+3417 kan forklares ved den såkaldte faseovergang (PT) fra neutronstjerne (NS) til fremmed stjerne (SS). Denne proces kan forekomme, når kernetætheden af ​​accreting NS i et LMXB-system når den kritiske tæthed for kvark-de-indeslutning.

Forfatterne af papiret konkluderede, at faseovergangshypotesen er den mest plausible, der kunne forklare de nuværende egenskaber af PSR J1946+3417.

"Resultaterne viser, at PT-scenariet kan gengive den observerede omløbsperiode og excentricitet med større sandsynlighed end andre værdier, " skrev forskerne i undersøgelsen.

De tilføjede, at to andre eMSP'er, betegnet PSR J1618−3921 og PSR J0955−6150 oplevede sandsynligvis evolutionære processer svarende til PSR J1946+3417. Imidlertid, yderligere undersøgelser er nødvendige for at bekræfte denne antagelse.

© 2021 Science X Network