PSR J1311-3430

Friedrich Gasenklever April 7, 2016 P 0 0
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PSR J1311-3430 ist ein Pulsar mit einem Spin-Zeitraum von 2,5 Millisekunden. Es ist das erste Millisekundenpulsar über Gammastrahlen Pulsationen gefunden. Die Quelle wurde ursprünglich von der Energetic Gamma Ray Experiment Teleskop als heller Gammastrahlenquelle identifiziert, aber nicht als Pulsar erfasst, bis Beobachtungen mit dem Fermi Gamma-Ray Space Telescope entdeckt gepulsten Gammastrahlenemission. Der Pulsar ist ein Helium-dominierten Begleiter viel weniger massiv als sich selbst, und die beiden sind in einer Umlaufbahn mit einer Periode von 93,8 Minuten. Das System wird von einem Modell, in dem Masse aus der geringen Masse Begleiter wurde auf den Pulsar übertragen erklärte, die Erhöhung der Masse des Pulsars und verringert seine Periode. Diese Systeme werden als Black Widow Pulsare bekannt, nach dem ursprünglichen solches System entdeckt, PSR B1957 + 20 genannt, und kann schließlich zu der Begleiter werden vollständig verdampft führen. Unter Systemen wie diesen ist die Umlaufzeit von PSR J1311-3430 das kürzeste jemals gefunden. Spektroskopische Beobachtungen der Begleiter legen nahe, dass die Masse des Pulsar ist 2.7. Zwar gibt es erhebliche Unsicherheit in dieser Schätzung, die Mindestmasse für den Pulsar, die die Autoren angemessen passt der Daten ist 2.15, was immer noch massiver als PSR J1614-2230, der bisherige Rekordhalter für die meisten massiven bekannte Pulsar.

Entdeckung und Beobachtung

Die Energetic Gamma Ray Experiment Teleskop und das Fermi Gamma-Ray Space Telescope, der Nachfolger von EGRET sowohl geführt Umfragen den Himmel nach Gammastrahlen-Emission. Die Teleskope beobachtet Emissions auf großen Skalen in den Himmel, mit Emission von der Milchstraße, als auch "Punkt" Quellen verbunden sind, so genannt, weil sie kleiner als die Winkelauflösung der Teleskope sind. Einige Punktquellen von EGRET und Fermi erkannt wurden an den gleichen Stellen wie bisher bekannten Objekte aus Beobachtungen bei anderen Wellenlängen und enthalten astrophysikalischen Quellen wie Pulsare und aktiven Galaxienkernen. Andere Punktquellen jedoch blieb ein Rätsel, da sie keine bekannten Gegenstück bei anderen Wellenlängen hatte. Eine solche nicht identifizierte Quelle war 2FGL J1317.7-3429.

In dem Bemühen, eine neue Ursprung des Gammastrahlung zu erfassen, Roger Romani führten eine tiefe Suche nach Kollegen der hellsten nicht identifizierten Gammaquellen. Seine Suche deckt optischen und Röntgenemission an der gleichen Stelle wie 2FGL J1317.7-3429 die Amplitude mit einer Periode von etwa 1,5 Stunden geändert, und schlug vor, dass der Ursprung könnte eine Millisekunden-Pulsar in einem schwarz-Witwe-Typ-System, aber auch darauf hingewiesen, dass dies muss durch die Entdeckung von Pulsationen in den Gammastrahlendaten oder Radiostrahlung bestätigt werden.

Innerhalb weniger Monate wurde diese Vermutung bestätigt. Ein blinder der Suche nach mehr als vier Jahren der Fermi-Daten, von Holger Pletsch führte, ergab, dass 2FGL J1317.7-3429 war eine Millisekunden-Pulsar mit einem 2,5-Millisekunden-Periode, das erste Beispiel für eine über Gammastrahlen Pulsationen erkannt Millisekunden-Pulsar. Mit der Entdeckung der Pulsationen, es war genannt PSR J1311-3430 mit "PSR" bezeichnet Pulsar. Follow-up-Radiobeobachtungen konnten auch intermittierende Radio Pulsationen zu erkennen mit dem Green Bank Telescope, das für & lt sichtbar waren; 10% der Zeit, die Quelle zu beobachten war. Die Autoren schlugen vor, dass die Impulse könnten verdunkelt oder durch Material im System verstreut werden.

Charakteristik

Der Nachweis und die Zeitsteuerung der Gammastrahlen Pulsationen wurde verwendet, um die Drehperiode des Pulsgeber bestimmen zu 2,5 Millisekunden betragen. Die Anwesenheit der Begleiter des Pulsars verursacht sehr geringe Abweichungen in der Zeit, zu der diese Impulse scheinen emittiert werden, was bedeutet, präzises Timing ermöglicht die minimale Masse der Begleiter mit dem dritten Keplerschen Gesetz bestimmt werden. Die Mindestmasse mit dieser Methode gefunden ist 8,2 x 10 oder etwa 8-fachen Masse des Jupiter. Optische Spektroskopie dieser Begleiter zeigen, dass es in erster Linie von Helium zusammen, wobei kein Wasserstoff nachgewiesen. Variationen in der optischen Helligkeits offenbaren große Temperaturschwankungen in der Begleiter. Modellierung der Abweichungen deuten auf starke Erwärmung der Begleiter durch den Pulsar, und dass der Begleiter fast füllt seine Roche lobe. Ein Objekt, das seinen Roche lobe überläuft die Masse ihrer massiveren Begleiter zu verlieren. Ein solches Szenario wird verwendet, um zu erklären, wie der Begleiter in diesem System, einst wahrscheinlich ein Stern, verlor so viel Masse, um sich zu einem Planeten massierten Objekt. Die Akkretion von diesem Material erklärt auch die "Spin-up" des Millisekunden-Pulsar, so dass es eine so kurze Rotationsperiode haben kann. Es ist möglich, dass PSR J1311-3430 wird schließlich vollständig verdampft sein Begleiter, und ein einsamer Millisekunden-Pulsar.

Bedeutung

Die Identifizierung einer Millisekunden-Pulsar über eine blinde Suche von Gammastrahlen-Daten allein bietet Hoffnung, dass andere Gammaquellen mit unbekannter Herkunft können als Millisekunden-Pulsare identifiziert werden, zumal Funkimpulse von PSR J1311-3430 wurden weniger als 10% festgestellt der Zeit beobachtet. Unter den bekannten Binärpulsar Systeme black-widow-Typ, hat PSR J1311-3430 die kürzeste Umlaufzeit, und eine Masse eingeschränkt größer als 2,1 sein. Diese Massenbestimmung für das Pulsar unterstützt die bestehenden Vorstellung, dass diese Systeme Hosts Pulsare mit großen Massen und bietet auch Einschränkungen für die Zustandsgleichung für Neutronensterne, stark begünstigt "steif" Zustandsgleichungen.

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