Musta lese surmatants gammakiirte valguses

Andreas Valdmann | 17.12.2012

Pulsarid on kunagiste suure massiga tähtede kokkusurutud jäänused, mis koosnevad peaaegu täielikult neutronitest ning pöörlevad suure kiirusega ümber oma telje. Kosmiliste majakatena kiirgavad pulsarid raadiolaineid ja gammakiiri kitsaste pöörlevate vihkudena ja seetõttu paistab perioodiliselt tabava vihu kiirgus kaugele vaatlejale pulseerivana. Tänaseni on ülikiiresti pöörlevaid pulsareid suudetud leida raadiokiirgust uurides. Nüüd on Max Plancki Instituudi teadlased avastanud millisekundpulsari vaid temalt saabuvat gammakiirgust analüüsides. Avastuse tegemisel oli kriitilise tähtsusega uus efektiivne arvutusmeetod.

Aastal 1994 avastasid astronoomid Kentauri tähtkujust tugeva gammakiirguse allika. Kahtlustati, et tegu võiks olla pulsariga, kuid allika täpseid omadusi ei suudetud kindlaks määrata. Hiljuti selgitasid Max Plancki Gravitatsioonifüüsika Instituudi teadlased välja, et tegu on tõepoolest millisekund-gammapulsariga, millele anti tähis PSR J1311-3430.

Vastleitud pulsari teeb huvitavaks asjaolu, et koos kääbusest kaaslasega moodustab ta kaksiktähe süsteemi. Mainitud kaaslane on ebaharilikult tihe, kuna tegemist on kunagise tähe jäänukiga. Tema mass ületab Jupiteri oma vähemalt kaheksa korda, kuid suuruselt jääb ta meie tähesüsteemi suurimale planeedile alla, olles läbimõõdult pea poole väiksem. Seega on kaaslane umbes 30 korda tihedam kui Päike. Pulsar PSR J1311-3430 paiskab oma kaaslaselt ainet eemale ja kunagi võib viimane täielikult aurustuda. Vabanev aine langeb lõpuks pulsarile, pannes seda veelgi kiiremini pöörlema. Seetõttu kutsutakse sarnaseid pulsareid „mustadeks leskedeks“ samanimelise ämblikuliigi järgi, kelle suur emasloom väiksema isase pärast paaritumist nahka pistab.

Peaaegu kogu gammakiirgus neeldub Maa atmosfääris ja seetõttu tuleb gammavaatlusi teostada kosmoses. Avastus tugineb NASA Fermi kosmoseteleskoobiga nelja aasta vältel kogutud andmetel. Kuna kogutud infohulk on väga suur, võib pulsari olemasolu kinnitada vaid juhul kui oletatava kiirgusallika kohta suudetakse mõned olulised parameetrid, nagu näiteks tema pulseerimisperiood, piisava täpsusega ette ennustada. Mida rohkem need eeldused tegelikkusele vastavad, seda vähem kulub arvutuste tegemiseks aega. Seni on teadlasi pulsarite esialgsete parameetrite leidmisel aidanud raadiosagedustel tehtud vaatlused. Pulsarilt PSR J1311-3430 nagu ka paljudelt teistelt temalaadsetelt tähtedelt raadiokiirgus meieni ei jõua ja seetõttu jääksid need varasemate meetoditega avastamatuks. Tema kaaslase aurustumisel kiirgub aga nähtavat valgust ja just selle mõõtmisel leiti vajalikud esialgsed parameetrid.

Kui kasutada senituntud arvutusmeetodeid, siis kuluks nende väheste lisaandmete varal isegi tänapäeva superarvutitel mõeldamatult palju aega, et oletatava pulsari täpsed omadused välja selgitada. Probleemi lahendasid Max Plancki Instituudi teadlased, kes töötasid välja uue efektiivsema analüüsimeetodi. Seeläbi õnnestus ATLASe klasteravutil tehtud andmetöötluse tulemusel kinnitada pulsari PSR J1311-3430 olemasolu ja leida tema tähtsamad parameetrid.

See pulsar teeb ühes sekundis 390 pööret ümber oma telje. Tihe kaaslane asub pulsarist 1,4 korda kaugemal kui Kuu Maast. Tähesüsteemi osad teevad oma ühise masskeskme ümber tiiru 93 minutiga. See on uus rekord kuna varem pole ühtegi nii kiiresti tiirlevat pulsariga kaksiktähte leitud.

Uus meetod tõotab lähiajal tuua teisigi avastusi. Sarnaste süsteemide avastamine võimaldab teadlastel täpsemalt uurida väga lähedaste kaksiksüsteemide arengut, mida pole tänaseni suudetud täielikult selgitada. Samuti aitab avastus rohkem teada saada raadio- ja gammakiirguse tekkest pulsaritel. Peale pulsarite leidub ilmaruumis teisigi gammakiirguse allikaid, mille tuvastamisel uus meetod kasulikuks võib osutuda.

Märksõnad: pulsarid, tähed