İtalya ve İspanya’dan gökbilimciler, Gran Telescopio Canarias’ı (GTC) kullanarak milisaniyelik geçici pulsar PSR J1023+0038’in yüksek zaman çözünürlüklü optik spektroskopik gözlemlerini gerçekleştirdi. Ön baskı sunucusu arXiv’de yayınlanan gözlem kampanyasının sonuçları, bu pulsarın doğası hakkında önemli bilgiler sağlıyor.
Pulsarlar, elektromanyetik radyasyon ışını yayan, yüksek derecede mıknatıslanmış, dönen nötron yıldızlarıdır. Dönme periyotları 30 milisaniyeden kısa olan en hızlı dönen pulsarlar, milisaniye pulsarları (MSP’ler) olarak bilinir. Gökbilimciler, ikili sistemlerde pulsarların, başlangıçta daha büyük kütleli bir bileşenin nötron yıldızına dönüşmesiyle oluştuğunu ve nötron yıldızının daha sonra ikincil yıldızdan gelen malzemenin birikmesi nedeniyle döndüğünü öne sürüyor.
Geçici milisaniye pulsarları (tMSP’ler), dönme gücüyle çalışan radyo pulsar durumu (“pulsar durumu”) ile optik spektrumdaki X-ışını titreşimleri ve birikim diski özellikleriyle karakterize edilen bir durum (“disk durumu”) arasında geçişler sergiler. Şu ana kadar yalnızca üç tMSP keşfedildiğinden bu tür nesnelerin nadir olduğuna inanılıyor.
Bunlardan biri, ilk olarak yirmi yıl önce tanımlanan PSR J1023+0038’dir (veya J1023). Pulsarın dönüş periyodu 1,69 milisaniye, yörünge periyodu ise yaklaşık 4,75 saattir. Sistemdeki eşlik eden yıldız, G5 tayf sınıfına ait geç tip bir yıldızdır.
J1023’ün önceki gözlemleri, onun bir X-ışını durumu ile dönüşüyle belirlenen bir radyo pulsar aşaması arasında geçiş yaptığını göstermişti. İtalya’daki Milano Üniversitesi’nden Marco Messa liderliğindeki bir gökbilimci ekibi, bu pulsarın doğasını ve davranışını daha ayrıntılı olarak incelemek için GTC’nin Optik Görüntüleme Sistemini ve Düşük Orta Çözünürlük Aracını (OSIRIS) kullandı.
Gözlemler, diğer tMSP’ler gibi J1023’ün de tüm aralıklarda kısa zaman ölçeklerinde (onlarca saniye) akı değişkenliği sergilediğini göstermiştir. Ayrıca çalışma, bir dakikalık zaman ölçeğinde emisyon çizgisi özelliklerinde (eşdeğer genişlik ve yarı maksimumda tam genişlik) önemli değişkenlik olduğuna dair kanıtlar buldu.
Bu keşif, tMSP spektral çizgi özelliklerindeki değişkenliğin bu kadar kısa zaman ölçeklerinde ilk kez gözlemlendiğine işaret ediyor. Araştırmaya göre değişkenlik dönemleri düzensiz ve birbiriyle ilişkisiz görünüyor. Bu, bu tür olayların kökenini belirsiz hale getiriyor.
Gözlemler ayrıca Balmer ve helyum serisi emisyon çizgilerinin bir birikim diskinin varlığına işaret ettiğini ve dolayısıyla J1023’ün gözlem kampanyası sırasında büyük olasılıkla disk durumunda olduğunu gösterdi.
Makalenin yazarları, emisyon çizgisi özelliklerinin değişkenliği ile J1023 “anahtarlama” olgusu arasındaki olası korelasyonu değerlendirmek için çoklu dalga boyunda eşzamanlı gözlemlerin gerekli olduğunu ekleyerek sonuca varıyorlar.