Astrofysiker har upptäckt att pulsarvindnebulosan (PWN) som omger den berömda pulsaren B0540-69 ljusnade gradvis efter att pulsaren upplevde en plötslig spin-down rate transition (SRT). Denna upptäckt, gjord av en grupp astrofysiker ledda av GE Mingyu och LU Fangjun vid Institutet för högenergifysik vid den kinesiska vetenskapsakademin, ger viktiga ledtrådar till spin-down-mekanismen och magnetfältsstrukturen hos pulsaren, såväl som de fysiska egenskaperna hos PWN. Resultaten publicerades i Natur astronomi .

Pulsarer är starkt magnetiserade neutronstjärnor födda från supernovaexplosioner av massiva stjärnor. De har typiskt radier omkring 10 km och ytmagnetiska fältstyrkor runt 1 biljon Gauss. Enligt klassisk pulsarteori, en isolerad pulsar förlorar energi genom magnetisk dipolstrålning och saktar därmed ner. Dock, fler och fler teoretiker tror att det huvudsakliga sättet att en isolerad pulsar förlorar sin rotationsenergi är genom en relativistisk vind bestående av elektroner, positroner och eventuellt magnetfält. Om vinden är stark nog, det kommer så småningom att bilda ett detekterbart PWN genom interaktion med de omgivande materialen. Den berömda krabbnebulosan är en sådan PWN, med en storlek på flera ljusår, dvs. ungefär hundra tusen gånger avståndet från jorden till solen.

PSR B0540-69 ligger i den stora magellanska molngalaxen, en satellitgalax omkring 160, 000 ljusår från vår Vintergatan. I december 2011 spin-down-hastigheten för denna pulsar ökade plötsligt med 36 % och har varit nästan konstant sedan dess, vilket innebär att energiutsläppshastigheten för pulsaren också har ökat med 36%. Till skillnad från andra pulsarer med liknande spin-down-hastighetsövergångar, som åtföljs av pulsprofil och/eller flödesförändringar och tillskrivs förändringar i magnetosfärerna, ingen variation i vare sig pulsprofilen eller flödet har upptäckts från PSR B0540-69, gör orsaken till dess SRT till ett mysterium.

GE uppgav, "Med hjälp av data som erhållits av några astronomiska röntgensatelliter, vi finner att röntgen-PWN runt PSR B0540-69 ljusnade gradvis upp till 32±8% jämfört med det tidigare flödet under perioden på cirka 400 dagar sedan SRT. Vi visar att SRT sannolikt berodde på en plötslig förstärkning av magnetfältet i det pulsarmagnetiska polområdet, vilket inte nämnvärt påverkar den pulsade röntgenstrålningen utan ökar pulsarvindkraften och därmed PWN-röntgenstrålningen." Detta är första gången som PWN-ljusning har observerats kopplats till pulsars spin-down-hastighetsövergång, vilket antyder att pulsarvinden är den huvudsakliga faktorn som saktar ner pulsarspinningen. "Den 400-dagars tidsskalan av flödesökningen motsvarar en magnetisk fältstyrka på cirka 0,8 milli-Gauss i PWN. Detta är också den första direkta mätningen av magnetfältet och överensstämmer med det värde som uppskattats tidigare under vissa antaganden, ", tillade LU.