Ein internationales Team von Astronomen hat zeitliche Beobachtungen eines exzentrischen Millisekundenpulsars durchgeführt, der als PSR J0955-6150 bekannt ist. Die Ergebnisse der Beobachtungskampagne, die am 1. März auf dem Preprint-Server arXiv veröffentlicht wurden, liefern wichtige Einblicke in die Natur dieses Objekts.
Die am schnellsten rotierenden Pulsare mit Rotationsperioden unter 30 Millisekunden sind als Millisekundenpulsare (MSPs) bekannt. Man nimmt an, dass sie in Doppelsternsystemen entstehen, wenn sich die zunächst massereichere Komponente in einen Neutronenstern verwandelt, der dann durch Akkretion von Materie aus dem Sekundärstern hochgeschleudert wird.
PSR J0955−6150 wurde 2015 vom Parkes-Radioteleskop entdeckt und ist ein MSP mit einer Spinperiode von 1,99 ms. Wie die meisten MSPs ist dieser Pulsar Teil eines Doppelsternsystems mit einem vermutlich weißen Helium-Zwergstern (He WD). Die Binärdatei hat eine Umlaufzeit von ungefähr 24,58 Tagen und eine relativ hohe Exzentrizität der Umlaufbahn – auf einem Niveau von 0,12. Daher wurde PSR J0955−6150 als exzentrischer MSP (eMSP) eingestuft und erweist sich als einer der exzentrischsten unter den bekannten eMSPs mit He-WDs.
Eine Gruppe von Astronomen unter der Leitung von Maciej Serylak von der University of the Western Cape in Kapstadt, Südafrika, beschloss, PSR J0955-6150 mit Parkes- und MeerKAT-Radioteleskopen zu untersuchen, in der Hoffnung, mehr Einblicke in die Natur dieses Pulsars zu erhalten, was auch möglich wäre unser Verständnis der Population von eMSPs verbessern, die Helium-Weiße Zwerge beherbergen.
„PSR J0955-6150 ist ein Mitglied einer rätselhaften Klasse von exzentrischen MSP+He-WD-Systemen (eMSPs), deren binäre Entwicklung kaum verstanden wird und von der angenommen wird, dass sie sich auffallend von der traditioneller MSP+He-WD-Systeme in kreisförmigen Umlaufbahnen unterscheidet“, the Forscher erklärt.
Die Studie zeigte eine starke Frequenzentwicklung der Intensität dieses Pulsars mit einem spektralen Flussdichteindex von –3,13. Es stellt sich heraus, dass sich PSR J0955−6150 etwa 13.000 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet und seine Eigenbewegung relativ gering ist – nur 0,2 mas/Jahr.
Es wurde festgestellt, dass der Pulsar eine Masse von etwa 1,71 Sonnenmassen hat, während die Masse des Begleitsterns etwa 0,25 Sonnenmassen beträgt. Die Orbitalneigung des Systems wurde mit 83,2 Grad gemessen.
Die Astronomen stellten fest, dass die Masse des Pulsars zwar typisch für eMSPs ist, die Masse des Begleiters He WD jedoch deutlich kleiner als erwartet ist. Sie betonten, dass keine der derzeit bekannten Hypothesen die geringe Masse des Begleiters von PSR J0955-6150 und seine orbitale Fehlausrichtung gut erklären könne.
„Dies bedeutet, dass die Bildung von eMSPs ein großes Rätsel der Entwicklung enger Doppelsterne bleibt“, schrieben die Forscher.
Sie sehen in der geringen Masse des Begleiters von PSR J0955−6150 einen wichtigen, aber schwer zu interpretierenden Hinweis auf die kaum verstandene Bildung von eMSPs.
Der exzentrische Millisekundenpulsar, PSR J0955−6150 I: Pulsprofilanalyse, Massenmessungen und Einschränkungen der binären Evolution, arXiv:2203.00607 [astro-ph.HE] arxiv.org/abs/2203.00607
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