Astronomer från Australien och Kanada har genomfört en studie av en accretion-driven millisekundspulsar känd som SAX J1808.4–3658. Den nya forskningen, ger viktig information om binär utvecklingsväg för detta system. Resultaten beskrivs i ett dokument som publicerades den 6 mars på arXiv.org.

De snabbast roterande pulsarerna, de med rotationsperioder under 30 millisekunder, är kända som millisekundspulsarer (MSP). Det antas 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.

SAX J1808.4–3658 är en aktivt ackreterande millisekundspulsar (AMSP) i ett binärt system, som upplever utbrott ungefär vart fjärde år. Hittills, cirka 20 AMSP:er har upptäckts och SAX J1808.4–3658 är den mest välstuderade och observationsmässigt begränsade AMSP i sitt slag.

Även om SAX J1808.4–3658 har varit föremål för många observationer tidigare och dess utveckling har modellerats omfattande, ingen av dessa studier har tagit hänsyn till det faktum att systemets donatorstjärna har visat sig vara signifikant utvecklad. Därav, Adelle Goodwin från Monash University i Australien, och Tyrone Woods från Herzberg Astronomy and Astrophysics Research Center i Kanada, beslutade att verifiera detta scenario.

"Vi modellerade den binära utvecklingen av SAX J1808.4–3658, med hänsyn till bevis på att givarstjärnan har utvecklats avsevärt, och konsekvenserna för donatorns initiala massa, " skrev astronomerna i tidningen.

Forskningen fann att den mest troliga stamfadern till SAX J1808.4–3658-systemet är en följeslagare med en massa på cirka 1,1 solmassor och en initial omloppsperiod mellan 1,0 och 1,22 dagar. Den uppskattade massan är därför större än det värde som föreslagits av tidigare evolutionära studier av denna binära.

Enligt astronomerna, resultaten tyder på att en betydande mängd massa stöts ut från den inre lagrangiska punkten i SAX J1808.4–3658-systemet. Detta kan bero på en förångningsvind orsakad av strålningstrycket från pulsaren som förångar donatorstjärnan under dess viloperiod.

Med tanke på att följeslagaren i SAX J1808.4–3658 nu har en massa på cirka 0,8 solmassor och systemet har en omloppstid på cirka 2,01 timmar, forskarna beräknade att det behövs cirka 3,73 miljarder år för att utvecklas till nuvarande status.

"Eftersom den första primärvalen måste ha varit massiv, och utvecklades mycket snabbt genom ett gemensamt hölje (för att föra in det till en kort omloppsbana) och en supernova, tidsskalan vi hittar för den efterföljande utvecklingen av donatorn är ungefär den totala nuvarande livslängden, ~3,7 miljarder år, " står det i tidningen.

I avslutande kommentarer, astronomerna noterade att de binära parametrarna för SAX J1808.4–3658 indikerar att det är en "svart änka" millisekundspulsar. I allmänhet, de så kallade "svarta änkorna" tillhör en klass av extrema binära pulsarer med halvdegenererade följeslagare, dubbade "spindelpulsarer, " och kännetecknas av närvaron av en följeslagare med extremt låg massa (mindre än 0,1 solmassor).

Dessutom, det noterades att SAX J1808.4–3658 kan vara värd för en cirkumbinär disk, dock, ytterligare observationer behövs för att bekräfta detta antagande.

© 2020 Science X Network