Ett sällsynt ögonblick i en pulsars liv

NGC 362D, även kallad PSR J0103−7050D, är en millisekundpulsar i klotformiga stjärnhopen NGC 362. Den har en ovanligt ung följeslagare: en mycket lätt heliumvit dvärg med en uppskattad massa på cirka 0,18 gånger solens. Enligt modeller för dubbelstjärnors utveckling upphörde överföringen av materia mellan stjärnorna för ungefär 600 miljoner år sedan. 268

Så identifierades det täta dubbelstjärnesystemet

Radioobservationer med MeerKAT gjorde det möjligt att hitta pulsaren och fastställa att den ingår i ett tätt dubbelstjärnesystem. Ett varv runt följeslagaren tar ungefär 0,17 dygn, eller omkring 4,1 timmar. 68

Forskarna kopplade sedan pulsarens position till en ljussvag optisk källa i djupa bilder från rymdteleskopet Hubble. Bilderna hade tagits i flera filter och vid flera tillfällen. Analysen av ljuset visade att källan är en mycket lätt heliumvit dvärg som ännu inte har gått in i sin vanliga avsvalningsfas. 2

Observationerna kompletterar varandra: radiodata beskriver pulsaren och dess bana, medan Hubbles bilder gör det möjligt att upptäcka och undersöka den svaga följeslagaren. 26

Varför följeslagaren bedöms vara så ung

Åldersuppskattningen bygger på att forskarna jämfört den vita dvärgens observerade egenskaper med uppdaterade modeller för dubbelstjärnors utveckling. Resultatet pekar på att massöverföringen tog slut för cirka 0,6 miljarder år sedan. Det är alltså en modellbaserad uppskattning, inte ett direkt observerat datum. 2

Den låga uppskattade massan och det faktum att den vita dvärgen fortfarande befinner sig före avsvalningsfasen är centrala för tolkningen. Tillsammans gör de NGC 362D till en ovanlig inblick i ett system relativt snart efter att följeslagaren överförde materia till neutronstjärnan. 2

Kan material fortfarande omge den vita dvärgen?

Forskarna har lyft möjligheten att material som kastades ut mot slutet av massöverföringen fortfarande finns runt den vita dvärgen. En rapport om studien beskriver tecken på möjligt material kring stjärnan, men underlaget fastställer varken vad materialet består av eller att det säkert finns där. 67

Det är en viktig skillnad mellan en möjlig förklaring och en bekräftad upptäckt. I vissa pulsarsystem kan joniserat material kring en följeslagare blockera radiosignalerna tillfälligt. Men den generella möjligheten visar inte att det sker i NGC 362D. 3

Vad systemet kan lära oss om pulsarer

Enligt den så kallade återvinningsmodellen kan en neutronstjärna snurra upp när den drar till sig materia från en följeslagare. När överföringen upphör kan den andra stjärnan bli kvar som en vit dvärg. Kombinationen av en millisekundpulsar och en heliumvit dvärg i NGC 362D ger forskarna möjlighet att studera den här utvecklingen relativt nära inpå att materiautbytet avslutats. 26

Millisekundpulsarer används också som mycket precisa kosmiska klockor. En ung kvarvarande följeslagare kan hjälpa forskare att undersöka följderna av massöverföringen och om eventuellt material runt stjärnan skulle kunna påverka observationerna av pulsarens radiosignaler. För NGC 362D är det fortfarande en öppen fråga, inte ett konstaterat problem med tidtagningen. 36