Ett team av kinesiska astronomer har genomfört en studie som syftar till att inspektera formationsscenarier för millisekundpulsaren PSR J1946+3417. De fann att pulsaren med största sannolikhet bildades som ett resultat av en fasövergång. Forskningen publicerades den 10 juni på arXiv pre-print server.

Pulsarer är mycket magnetiserade, roterande neutronstjärnor som sänder ut en stråle av elektromagnetisk strålning. De snabbast roterande pulsarerna, med rotationsperioder under 30 millisekunder, är kända som millisekundspulsarer (MSP). Astronomer antar att de bildas i binära system när den initialt mer massiva komponenten förvandlas till en neutronstjärna som sedan snurras upp på grund av ansamling av materia från sekundärstjärnan.

PSR J1946+3417 är en excentrisk MSP (eMSP) med en spinperiod på 3,17 ms. Den består av en neutronstjärna som är cirka 80 procent mer massiv än vår sol och en vit dvärg med en massa på cirka 0,266 solmassor. Systemet har en omloppstid på cirka 27 dagar och omloppsexcentricitet på en nivå av 0,134.

En sådan hög excentricitet av PSR J1946+3417 utmanar nuvarande MSP-bildningsteorier, därför beslutade ett team av astronomer under ledning av Long Jiang från Xinjiang Astronomical Observatory i Kina att utföra simuleringar för att hitta det mest troliga scenariot som skulle kunna förklara ursprunget till denna källa.

"Med hjälp av stjärnutvecklingskoden MESA, vi simulerade utvecklingen av dess stamfader, " förklarade forskarna.

Teamet lyckades simulera utvecklingen av stamfadern till PSR J1946+3417. Enligt deras modell, neutronstjärnan hade en initial massa på cirka 1,4 solmassor och följeslagaren var en huvudsekvensstjärna som var cirka 60 procent mer massiv än solen. Efteråt, det binära, som har en initial omloppsperiod på cirka 2,59 dagar, utvecklats till ett binärt röntgensystem efter låg massa (post-LMXB).

Baserat på de erhållna uppgifterna, astronomerna föreslår att bildandet och utvecklingen av PSR J1946+3417 kan förklaras av den så kallade fasövergången (PT) från neutronstjärna (NS) till främmande stjärna (SS). Denna process kan inträffa när kärndensiteten för accretering av NS i ett LMXB-system når den kritiska densiteten för kvarkavgränsning.

Författarna till artikeln drog slutsatsen att fasövergångshypotesen är den mest troliga som kan förklara de nuvarande egenskaperna hos PSR J1946+3417.

"Resultaten visar att PT-scenariot kan reproducera den observerade omloppsperioden och excentriciteten med högre sannolikhet än andra värden, " skrev forskarna i studien.

De tillade att två andra eMSPs, betecknade PSR J1618−3921 och PSR J0955−6150 upplevde förmodligen evolutionära processer liknande PSR J1946+3417. Dock, ytterligare studier krävs för att bekräfta detta antagande.

© 2021 Science X Network