밀리초 펄서

Millisecond pulsar
이 도표는 천문학자들이 초고속 회전으로 펄서를 만들기 위해 필요하다고 말하는 단계를 보여준다. 1. 거대한 초거성과 "정상적인" 태양과 같은 별이 서로를 공전하고 있다.2 .이 거대한 별은 폭발하면서 펄서를 남기게 되고, 펄서는 속도를 늦추고, 꺼지고, 냉각 중성자별이 된다.태양과 비슷한 별은 결국 팽창하여 중성자별에 물질을 흘립니다.이 "축적"은 중성자별의 회전 속도를 높인다.강착이 끝나면 중성자별이 밀리초 펄서로 "재순환"됩니다.하지만 빽빽이 들어찬 구상성단(2b)에서는...가장 낮은 질량의 별들은 방출되고, 나머지 정상 별들은 진화하며, "재순환" 시나리오(3-4)가 일어나 밀리초 단위의 펄사를 만들어냅니다.

밀리초 펄서(MSP)는 약 10밀리초 미만의 회전 주기를 가진 펄서입니다.밀리초 펄사는 전자기 스펙트럼의 무선, X선 및 감마선 부분에서 검출되었습니다.밀리초 펄사의 기원에 대한 주요 이론은 펄사가 나이 많고 빠르게 [1][2]회전하는 중성자별이며 가까운 쌍성계의 동반성으로부터 물질이 추가되어 회전하거나 "재순환"되었다는 것입니다.이러한 이유로 밀리초 펄사는 때때로 재활용 펄서라고 불린다.

밀리초 펄사는 저질량 X선 쌍성계와 관련이 있는 것으로 생각됩니다.이들 계의 X선은 로체엽을 넘친 동반성의 바깥쪽 층에 의해 생성된 중성자별의 부착 원반에 의해 방출되는 것으로 생각된다.이 강착 이벤트로부터 각운동량이 전달되면 이론적으로 밀리초 펄사에서 관측되는 것처럼 펄서의 회전 속도가 초당 수백 배까지 증가할 수 있습니다.

표준 진화 모델이 모든 밀리초 펄서, 특히 상대적으로 높은 자기장을 가진 젊은 밀리초 펄서의 진화를 설명하지 못한다는 증거가 최근 있습니다. 예를 들어 PSR B1937+21.Bülent Kiziltan과 S. E. Thorsett(UCSC)은 서로 다른 밀리초 펄서가 적어도 두 개의 서로 다른 [3]과정에 의해 형성되어야 한다는 것을 보여주었다.그러나 다른 과정의 본질은 여전히 [4]미스터리로 남아 있다.

많은 밀리초 펄사가 구상 성단에서 발견됩니다.이는 이들 성단의 매우 높은 항성 밀도는 펄서가 거대한 동반성을 가질(또는 포착할) 가능성이 훨씬 높기 때문에 이들의 형성에 대한 스핀업 이론과 일치합니다.현재 구상성단에는 [5]약 130밀리초의 펄사가 알려져 있습니다.구상성단 Terzan 5는 이들 중 37개를 포함하고 있으며, 투카나에 47개가 22개, M28과 M15가 각각 8개의 펄서를 가지고 있습니다.

밀리초 펄사는 고정밀로 시간을 측정할 수 있으며, 수십 [6][7]년 동안 평균했을 때 원자 시계 기반의 시간 표준과 동등한 안정성을 가지고 있습니다.이것은 또한 그들이 그들의 환경에 대한 매우 민감한 탐침이 되게 합니다.예를 들어, 그들 주변의 궤도에 놓여진 어떤 것도 그들의 펄스가 지구에 도착하는 시간에 주기적인 도플러 변화를 일으키는데, 이것은 동반자의 존재를 밝히기 위해 분석될 수 있고 충분한 데이터가 있으면 궤도와 물체의 질량을 정확하게 측정할 수 있습니다.이 기술은 매우 민감해서 소행성처럼 작은 물체도 밀리초 펄서 궤도를 돌면 감지될 수 있다.태양과 비슷한 "정상적인" 별 주변에서 외계행성이 처음 발견되기 몇 년 전에 발견된 최초의 확인된 외계행성은 밀리초 펄서 PSR B1257+12 주변에서 발견되었다.이 행성들은 수년 동안 우리 태양계 밖에서 알려진 유일한 지구 질량의 물체들로 남아있었다.그 중 하나인 PSR B1257+12 D는 우리의 달과 비교할 수 있을 정도로 훨씬 더 작은 질량을 가지고 있으며, 오늘날에도 태양계 [8]너머로 알려진 가장 작은 질량의 물체이다.

Pulsar 회전 속도 제한

별 그룹 테르잔 5

최초의 밀리초 펄서 PSR B1937+21은 1982년 배커 등에 의해 발견되었다.[9]초당 약 641회 회전하는 이 펄서는 지금까지 [10]발견된 약 200개의 펄서 중 두 번째로 빠른 밀리초 펄서로 남아 있습니다.2004년에 발견된 Pulsar PSR J1748-2446ad는 2021년 현재 초당 [11][12]716회 회전하는 가장 빠른 펄서입니다.

중성자별 구조와 진화 이론에 따르면 펄사가 초당 1500회전 이상의 [13][14]속도로 회전할 경우 펄사가 분해되고,[15] 초당 약 1000회전 이상의 속도로 중력 복사에 의해 가속화될 것으로 예측된다.

2007년 초 로시 X선 타이밍 탐색기와 통합 우주선의 데이터는 중성자 [16]별 XTE J1739-285가 1122Hz로 회전하는 것을 발견했다.결과는 통계적으로 유의하지 않으며 유의 수준은 3시그마뿐입니다.추가 관찰을 위한 흥미로운 후보이지만, 현재의 결과는 단정적이지 않다.그래도 중력 복사는 회전 속도를 늦추는 역할을 한다고 믿어진다.초당 599회 회전하는 X선 펄서 IGR J00291+5934는 향후 이러한 파동을 탐지할 수 있는 유력한 후보입니다(대부분의 X선 펄서는 초당 약 300회 회전만 가능).

레퍼런스

  1. ^ Bhattacharya, D.; Van Den Heuvel, E. P. J. (1991). "Formation and evolution of binary and millisecond radio pulsars". Physics Reports. 203 (1–2): 1. Bibcode:1991PhR...203....1B. doi:10.1016/0370-1573(91)90064-S.
  2. ^ Tauris, T. M.; Van Den Heuvel, E. P. J. (2006). Formation and evolution of compact stellar X-ray sources. Bibcode:2006csxs.book..623T.
  3. ^ Kızıltan, Bülent; Thorsett, S. E. (2009). "Constraints on Pulsar Evolution: The Joint Period-Spin-down Distribution of Millisecond Pulsars". The Astrophysical Journal Letters. 693 (2): L109–L112. arXiv:0902.0604. Bibcode:2009ApJ...693L.109K. doi:10.1088/0004-637X/693/2/L109. S2CID 2156395.
  4. ^ Naeye, Robert (2009). "Surprising Trove of Gamma-Ray Pulsars". Sky & Telescope.
  5. ^ Freire, Paulo. "Pulsars in globular clusters". Arecibo Observatory. Retrieved 2007-01-18.
  6. ^ Matsakis, D. N.; Taylor, J. H.; Eubanks, T. M. (1997). "A Statistic for Describing Pulsar and Clock Stabilities" (PDF). Astronomy and Astrophysics. 326: 924–928. Bibcode:1997A&A...326..924M. Retrieved 2010-04-03.
  7. ^ Hartnett, John G.; Luiten, Andre N. (2011-01-07). "Colloquium: Comparison of astrophysical and terrestrial frequency standards". Reviews of Modern Physics. 83 (1): 1–9. arXiv:1004.0115. Bibcode:2011RvMP...83....1H. doi:10.1103/revmodphys.83.1. ISSN 0034-6861. S2CID 118396798.
  8. ^ Rasio, Frederic (2011). "Planet Discovery near Pulsars". Science.
  9. ^ Backer, D. C.; Kulkarni, S. R.; Heiles, C.; Davis, M. M.; Goss, W. M. (1982), "A millisecond pulsar", Nature, 300 (5893): 615–618, Bibcode:1982Natur.300..615B, doi:10.1038/300615a0, S2CID 4247734
  10. ^ "The ATNF Pulsar Database". Retrieved 2009-05-17.
  11. ^ Hessels, Jason; Ransom, Scott M.; Stairs, Ingrid H.; Freire, Paulo C. C.; Kaspi, Victoria M.; Camilo, Fernando (2006). "A Radio Pulsar Spinning at 716 Hz". Science. 311 (5769): 1901–1904. arXiv:astro-ph/0601337. Bibcode:2006Sci...311.1901H. doi:10.1126/science.1123430. PMID 16410486. S2CID 14945340.
  12. ^ Naeye, Robert (2006-01-13). "Spinning Pulsar Smashes Record". Sky & Telescope. Archived from the original on 2007-12-29. Retrieved 2008-01-18.
  13. ^ Cook, G. B.; Shapiro, S. L.; Teukolsky, S. A. (1994). "Recycling Pulsars to Millisecond Periods in General Relativity". Astrophysical Journal Letters. 423: 117–120. Bibcode:1994ApJ...423L.117C. doi:10.1086/187250.
  14. ^ Haensel, P.; Lasota, J. P.; Zdunik, J. L. (1999). "On the minimum period of uniformly rotating neutron stars". Astronomy and Astrophysics. 344: 151–153. Bibcode:1999A&A...344..151H.
  15. ^ Chakrabarty, D.; Morgan, E. H.; Muno, M. P.; Galloway, D. K.; Wijnands, R.; van der Klis, M.; Markwardt, C. B. (2003). "Nuclear-powered millisecond pulsars and the maximum spin frequency of neutron stars". Nature. 424 (6944): 42–44. arXiv:astro-ph/0307029. Bibcode:2003Natur.424...42C. doi:10.1038/nature01732. PMID 12840751. S2CID 1938122.
  16. ^ Kiziltan, Bulent; Thorsett, Stephen E. (2007-02-19). "Integral points to the fastest spinning neutron star". Spaceflight Now. European Space Agency. 693 (2). arXiv:0902.0604. Bibcode:2009ApJ...693L.109K. doi:10.1088/0004-637X/693/2/L109. S2CID 2156395. Retrieved 2007-02-20.

외부 링크