Avrupalı gökbilimciler, Avrupa Uzay Ajansı’nın XMM-Newton uydusunu kullanarak milisaniyelik ikili pulsar PSR J1431−4715’in X-ışını gözlemlerini yaptılar. Ön baskı sunucusu arXiv’de yayınlanan gözlem kampanyasının sonuçları, bu sistemin doğası hakkında daha fazla bilgi sağlıyor.
Pulsarlar, elektromanyetik radyasyon yayan, yüksek derecede mıknatıslanmış, dönen nötron yıldızlarıdır. Dönme süreleri 30 milisaniyeden kısa olan en hızlı dönen pulsarlar, milisaniye pulsarları (MSP’ler) olarak bilinir. Araştırmacılar, ikili sistemlerde, başlangıçta daha büyük kütleli bir bileşenin bir nötron yıldızı haline gelmesiyle oluştuğunu ve bunun daha sonra ikincil yıldızdan gelen malzemenin birikmesi nedeniyle dönmesiyle oluştuğunu öne sürüyorlar.
PSR J1431−4715 veya kısaca J1431, Dünya’dan 5.250 ila 8.400 ışıkyılı uzaklıkta bulunan ikili bir MSP’dir. 2,01 milisaniyelik dönüş periyodu ve 68 desilyon erg/snlik dönüş yavaşlama gücü ile en hızlı ve en enerjik pulsarlardan biridir.
Yarı dejenere yoldaş yıldızlara sahip aşırı ikili pulsarlardan oluşan bir sınıfa “örümcek pulsarlar” adı verilir. Bu nesneler, eğer yoldaşın kütlesi son derece düşükse (0,1 güneş kütlesinden azsa) “kara dullar” olarak, ikincil yıldız daha ağırsa “kızıl sırtlılar” olarak sınıflandırılır.
Önceki gözlemler, J1431’in darbeli radyo emisyonunun, yaklaşık 10,8 saatlik bir ikili yörünge periyoduyla güçlü tutulmalardan etkilendiğini göstermişti. Sistemin ayrıca minimum 0,12 güneş kütlesi kütlesine sahip, dejenere olmayan bir donör yıldıza da ev sahipliği yaptığı bulundu ve bu nedenle J1431, “kırmızı sırtlı” olarak sınıflandırıldı.
Ancak J1431’in 2015 yılında keşfedildiği göz önüne alındığında, henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Napoli’deki Capodimonte Astronomi Gözlemevi’nden Domitilla de Martino liderliğindeki bir gökbilimci ekibi, ESA’nın XMM-Newton X-ışını uzay teleskobunu kullanarak J1431’i X-ışınlarında incelemeye karar verdi. Çalışma, Şili’deki ESA Gözlemevi’ndeki 3,5 metrelik Yeni Teknoloji Teleskobu’ndan (NTT) alınan optik çok bantlı fotometrik verilerle tamamlandı.
Gözlemler, J1431’in X-ışını spektrumunun özelliksiz olduğunu ve 1,6 kuvvet kanunu foton indeksi ve ihmal edilebilir absorpsiyon ile termal olmayan emisyona karşılık geldiğini göstermiştir. Ayrıca, ısıtılmış “kutup başlığının” yumuşak X-ışını emisyonuna katkısını gösterebilecek bir termal bileşenin varlığı da tespit edildi.
Toplanan veriler, eşlik eden yıldızın yaklaşık 0,2 güneş kütlesi büyüklüğünde bir kütleye sahip F tipi bir yıldız olduğunu gösteriyor ve J1431’in doğasını doğruluyor. Bununla birlikte, eşlik eden yıldız bu tür sistemlerin çoğundan daha sıcaktı; gündüz ve gece sıcaklıkları sırasıyla yaklaşık 7500 ve 7400 K olarak ölçülüyordu.
Gözlemlere dayanarak gökbilimciler, J1431’in 59 derecelik çift eğime sahip olduğunu ve sistemin önceden düşünülenden yaklaşık 10.100 ışıkyılı uzaklıkta bulunduğunu keşfettiler. Bulgular aynı zamanda pulsarın devasa olduğunu da gösteriyor çünkü kütlesinin 1,8 ila 2,2 güneş kütlesi aralığında olduğu tahmin ediliyor.
Bu çalışmanın sonuçları, “kırmızı sırtlı” pulsarların doğasını ve ikili sistemlerin evrimindeki rollerini anlamak açısından önemlidir. Ve bu nesneleri ve özelliklerini incelemek için X-ışını gözlemlerinin potansiyelini ortaya koyuyorlar.