2011.08.30. - Gyémántbolygó lett a nagytömegű csillagból

Egy nemzetközi kutatócsoport olyan milliszekundumos pulzárt fedezett fel, melynek kísérője egy valaha nagytömegű csillag ma már kisméretű, nagy valószínűséggel a gyémántra hasonlító kristályos belső szerkezetű maradványa.

A Matthew Bailes (Swinburne University of Technology, Melbourne) által vezetett kutatócsoport a CSIRO Parkes rádióteleszkóppal fedezte fel a PSR J1719-1438 katalógusjellel ellátott, tőlünk 4 ezer fényév távolságban, a Kígyó csillagképben található pulzárt. A megfigyeléseket az egyesült királyságbeli Lovell rádióteleszkóppal és az egyik Keck teleszkóppal végzett észlelésekkel is kiegészítették. Bailes és kollégái azt találták, hogy az új pulzár periodikusan ismétlődő rádiójeleiben szisztematikus moduláció van, ami arra utalt, hogy van egy kis, bolygóméretű kísérője, azaz valójában egy kettős rendszerről van szó, melyben a városnyi méretű, de nagy tömegű neutroncsillag a főkomponens.

A rádiópulzusok modulációja számos információt elárul a kutatóknak a bolygókísérő természetéről. Egyrészt például azt, hogy a pulzárt mindössze 2 óra 10 perc alatt kerüli meg egy 600 ezer kilométernél, azaz a Napnál is kisebb sugarú pályán. Másrészt azt, hogy a bolygó nem lehet nagyobb 60 ezer kilométernél - ez alig ötszöröse a Föld átmérőjének -, mivel nagyobb méret esetén az árapály-erők már szétszaggatták volna. A kis méret ellenére a bolygó tömege azonban valamivel nagyobb a Jupiterénél, így sűrűsége is nagy, ami Bailes szerint az eredetére is rávilágít.

Fantáziarajz a PSR J1719-1438 katalógusjelű pulzárról és kísérőjéről, melynek a szaggatott vonallal jelzett pályája kisebb méretű, mint a Nap, amit a sárga gömb reprezentál. A kék hullám a másodpercenként 175 fordulatot végző pulzár rádiósugárzását jelzi.
[Swinburne Astronomy Productions]

A kutatók azt gondolják, hogy a bolygó egy valaha nagytömegű csillag maradványa, amely anyagának nagy részét a főkomponenssel való kölcsönhatás következtében vesztette el. A PSR J1719-1438 percenként 10 ezer fordulatot végez a tengelye körül. A statisztikák azt mutatják, hogy az ilyen, ún. milliszekundumos pulzárok 70 százaléka rendelkezik kísérővel. Az elképzelések alapján az egyébként már öreg, "halott" pulzárokat a kísérőkről átáramlott anyag pörgette fel a ma észlelhető fantasztikus forgási sebességekre. Andrea Possenti (INAF-Osservatorio Astronomico di Cagliari) szerint az ún. ultrakompakt kistömegű röntgenkettősök éppen ennek a fejlődési szcenáriónak egy fázisát képviselik. A PSR J1719-1438 rendszere esetében a komponensek olyan közel vannak, hogy a kísérő az eredeti tömegének 99,9%-át el kellett veszítse a folyamat során, azaz már nem egy normál fehér törpe. Michael Keith (CSIRO) véleménye az, hogy a maradvány valószínűleg főleg szénből és oxigénbő áll, mivel egy hidrogénből és héliumból álló csillag túl nagy lenne az észlelt pályához. A nagy sűrűség miatt azonban a kísérő belseje minden bizonnyal kristályos, azaz hasonló lehet a gyémánthoz.

Benjamin Stappers (University of Manchester) szerint a kettős végső sorsát a donorcsillag anyagátadás közbeni tömege és pályaperiódusa határozza meg. A bolygóméretű kísérővel rendelkező milliszekundumos pulzárok kis száma azonban azt jelzi, hogy ilyen egzotikus bolygó létrejötte inkább kivétel, mint szabály, csak speciális körülmények fennállása esetén van rá lehetőség.

A PSR J1719-1438 pulzár felfedezése 200 ezer GB adat szuperszámítógépekkel történő feldolgozásának eredménye. Ez a hatalmas adatmennyiség egy szisztematikus pulzárkereső program eredménye, melyben részt vesz a Max-Planck-Institute for Radioastronomy 100 méteres effelsbergi rádióteleszkópja is. Michael Kramer (MPIfR) szerint a projekt eredményeként a közeljövőben további újdonságok is várhatók.

Az eredményeket részletező szakcikk a Science magazinban jelent meg.

Forrás:

• ScienceDaily 2011.08.25.