2008.10.16. - Pul­zár, ami csak a gam­ma­tar­to­mány­ban pis­log

A NA­SA Fer­mi űr­te­lesz­kóp­já­val olyan pul­zárt fe­dez­tek fel, ami a leg­több tár­sá­val el­len­tét­ben a rá­dió­tar­to­mány­ban nem pis­log, csak gam­ma­su­gár­zá­sá­nak in­ten­zi­tá­sa vál­to­zik na­gyon rö­vid pe­ri­ó­dus­sal.

Az új tí­pu­sú ob­jek­tu­mot a Pe­ter Mi­chel­son (Stan­ford Uni­ver­sity) ve­zet­te cso­port fe­dez­te a NA­SA Fer­mi űr­te­lesz­kóp­já­nak (Fer­mi Gam­ma-ray Space Te­lesc­ope, ko­ráb­ban Gam­ma-ray Lar­ge Area Space Te­lesc­ope - GLA­ST) ada­tai alap­ján a tő­lünk mint­egy 4600 fény­év­nyi­re, a Cep­he­us csil­lag­kép­ben ta­lál­ha­tó CTA 1 ka­ta­ló­gus­je­lű szu­per­nó­va-ma­rad­vány­ban. A kö­rül­be­lül 10 ezer év­vel ez­előtt lét­re­jött pul­zár gam­ma­su­gár­zá­sá­nak ké­vé­je - mint egy vi­lá­gí­tó­to­rony fény­csó­vá­ja - 316,86 mil­li­sze­kun­do­mon­ként sö­pör vé­gig a Föld kö­rü­li tér­sé­gen. Az ob­jek­tum ener­gia­ki­bo­csá­tá­sa a Na­pé­nak nagy­já­ból ezer­sze­re­se. A ku­ta­tók sze­rint a CTA 1 pul­zár­ja nem egye­di je­len­ség, ha­nem ha­son­ló ob­jek­tu­mok né­pes po­pu­lá­ci­ó­já­nak el­ső kép­vi­se­lő­je.

A pul­zár po­zí­ci­ó­ja a CTA 1 ka­ta­ló­gus­je­lű szu­per­nó­va-ma­rad­vány­ban. A pul­zár nem a ma­rad­vány tá­gu­ló gáz­bur­ká­nak geo­met­ri­ai kö­zép­pont­já­ban he­lyez­ke­dik el, ugyan­is a szu­per­nó­va-rob­ba­ná­sok aszim­met­ri­ku­san le­het­nek, a ke­let­ke­ző ne­ut­ron­csil­lag ki­lö­kőd­het a rob­ba­nás he­lyé­ről. A ma­rad­vány ko­ra és a pul­zár tá­vol­sá­ga alap­ján a ne­ut­ron­csil­lag a ti­pi­kus­nak mond­ha­tó kö­rül­be­lül 1,5 mil­lió km/h se­bes­ség­gel mo­zog ki­fe­le.
[NA­SA/S. Pi­ne­a­ult, DRAO]

A pul­zá­rok na­gyon gyor­san for­gó ne­ut­ron­csil­la­gok, me­lyek nagy­tö­me­gű csil­la­gok mag­já­nak gra­vi­tá­ci­ós kol­lap­szu­sa köz­ben ke­let­kez­nek. Ezi­dá­ig kö­rül­be­lül 1800 da­ra­bot ka­ta­lo­gi­zál­tak kö­zü­lük. Bár az ese­tek több­sé­gé­ben a pul­zá­lá­suk a rá­dió­tar­to­mány­ban de­tek­tál­ha­tó, né­há­nyuk az op­ti­kai és a rönt­gen­tar­to­mány­ban is mu­tat ha­son­ló vi­sel­ke­dést. A CTA 1 ne­ut­ron­csil­la­ga az el­ső, ami csak a gam­ma­tar­to­mány­ban pul­zál. Mi­chel­son sze­rint a ké­sőbb fel­fe­de­zen­dő tár­sa­i­val egye­tem­ben alap­ve­tő se­gít­sé­get nyújt­hat a kol­lap­szus fo­lya­ma­tá­nak rész­le­te­i­ben tör­té­nő meg­ér­té­sé­hez.

A ne­ut­ron­csil­la­gok a gyors ten­gely­kö­rü­li for­gás mel­lett na­gyon erős mág­ne­ses tér­rel is ren­del­kez­nek. A mág­ne­ses pó­lu­sok kör­nye­ze­té­ben az erő­vo­na­lak men­tén töl­tött ré­szecs­kék áram­la­nak kö­zel fény­se­bes­ség­gel ki­fe­le az ob­jek­tum fel­szí­né­ről. Eköz­ben in­ten­zív elekt­ro­mág­ne­ses su­gár­zást bo­csá­ta­nak ki. A mág­ne­ses tér szer­ke­ze­te mi­att a ki­áram­lás két el­len­té­tes csó­vá­ban tör­té­nik, így a su­gár­zó te­rü­let geo­met­ri­á­ja is ha­son­ló. A pul­zá­rok for­gás­ten­ge­lye és mág­ne­ses ten­ge­lye azon­ban nem esik egy­be, így a for­gás köz­ben a csó­vá­kat hol lát­juk, hol nem. Az ana­ló­gia a föl­di vi­lá­gí­tó­tor­nyok mű­kö­dé­sé­vel szin­te tel­jes. A ki­áram­ló ré­szecs­kék­kel azon­ban nem csak ener­gia, de im­pul­zus­nyo­ma­ték is tá­vo­zik a pul­zár­ról, így an­nak for­gá­sa fo­lya­ma­to­san las­sul. En­nek kö­vet­kez­té­ben a CTA 1 ese­té­ben 87 ezer éven­ként kö­rül­be­lül 1 má­sod­perc­cel nő a ro­tá­ci­ós pe­ri­ó­dus.

Fan­tá­zia­rajz a pul­zár gam­ma­su­gár­zá­sá­nak me­cha­niz­mu­sá­ról. A mág­ne­ses pó­lu­sok kör­nyé­ké­ről az erő­vo­na­lak men­tén kö­zel fény­se­bes­ség­gel ki­áram­ló ré­szecs­kék in­ten­zív gam­ma­su­gár­zást (bí­bor­szí­nű csó­vák) bo­csá­ta­nak ki.
[NA­SA]

A ku­ta­tó­cso­port tag­ja, Ali­ce Hard­ing (God­dard Space Flight Cen­ter) sze­rint a CTA 1 pul­zár­ja kö­rül az a te­rü­let, ahon­nan a gam­ma­su­gár­zás szár­ma­zik, jó­val szé­le­sebb, mint az ala­cso­nyabb ener­gi­á­jú, s így hosszabb hul­lám­hosszú­sá­gú elekt­ro­mág­ne­ses su­gár­zást pro­du­ká­ló te­rü­le­tek. Így a for­gás- és a mág­ne­ses ten­gely Föld­höz vi­szo­nyí­tott hely­ze­te mi­att a rá­di­ó­csó­vák va­ló­szí­nű­leg el sem érik a Föl­det, az­az a gam­ma­su­gár­zás­sal el­len­tét­ben a pul­zá­ló rá­dió­su­gár­zást nem is de­tek­tál­hat­juk.

A Fer­mi te­lesz­kóp há­rom órán­ként az egész ég­bol­tot le­ta­po­gat­ja a lát­ha­tó tar­to­mány fény­kvan­tu­ma­i­nál 20-300 mil­li­ó­szor na­gyobb ener­gi­á­jú fo­to­no­kat de­tek­tál­va. Ér­de­kes, s egy­ben a Fer­mi mű­sze­re­i­nek tel­je­sít­mé­nyét is jól mu­tat­ja, hogy a CTA 1 ese­té­ben a per­cen­ként de­tek­tált egy ese­mény is ele­gen­dő volt ah­hoz, hogy a ku­ta­tók fel­is­mer­jék a pul­zá­ci­ót, il­let­ve meg­ha­tá­roz­zák a ne­ut­ron­csil­lag ro­tá­ci­ós pe­ri­ó­du­sát és a for­gás las­su­lá­sá­nak mér­té­két.

For­rás:

• NA­SA News 2008.10.18.