Astronomen des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfRA) in Bonn und anderen Ländern haben einen wiederaufbereiteten Pulsar mit der Bezeichnung PSR J1227−6208 untersucht. Die neue Studie veröffentlicht 18. Juli auf dem Preprint-Server arXivliefert wichtige Erkenntnisse zur Natur dieses Pulsars.
Pulsare sind stark magnetisierte, rotierende Neutronensterne, die einen Strahl elektromagnetischer Strahlung aussenden. Sie werden normalerweise in Form kurzer Ausbrüche von Radiostrahlung nachgewiesen. Einige von ihnen können jedoch auch mit optischen, Röntgen- und Gammastrahlenteleskopen beobachtet werden.
Die sogenannten recycelten Pulsare sind alte Pulsare, die durch Ansammlung von Materie von einem Begleitstern in einem engen Doppelsternsystem schneller rotieren oder „recycelt“ wurden. Je massereicher und entwickelter der Begleitstern zu Beginn des Massentransfers ist, desto langsamer ist die endgültige Rotationsrate des recycelten Pulsars. Daher rotieren recycelte Pulsare mit massereichen Begleitern wie Weißen Zwergen (WD) oder Neutronensternen mit Kohlenmonoxid (CO) oder Sauerstoff/Neon/Magnesium (ONeMg) im Allgemeinen viel langsamer als Millisekundenpulsare (MSP) mit Helium (He) als Begleiter.
PSR J1227−6208 ist ein leicht rezyklierter Pulsar mit einer Rotationsperiode von etwa 34,5 Millisekunden. Er hat einen massereichen Begleiter mit einer Mindestmasse von etwa 1,27 Sonnenmassen (bei einer angenommenen Pulsarmasse von 1,35 Sonnenmassen). Die Umlaufzeit des Systems beträgt 6,72 Tage.
Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Miquel Colom i Bernadich vom MPIfRA hat sich PSR J1227−6208 genauer angesehen. Sie nutzten die Radioteleskope Parkes und MeerKAT, um Emissions- und Zeitanalysen dieses Pulsars durchzuführen. Dabei stellten sie fest, dass er zur neu entstehenden Klasse der massiven recycelten Pulsar-ONeMg-WD-Systeme gehört.
Basierend auf den gesammelten Daten berechneten die Forscher, dass die Masse des Pulsars zwischen 1,16 und 1,69 Sonnenmassen liegt, während die Masse des Begleitsterns auf 1,21 bis 1,47 Sonnenmassen geschätzt wird. Das System hat eine sehr kleine Bahnexzentrizität von 0,00115.
Den Autoren der Studie zufolge schließen die geschätzten Massen und die Bahnexzentrizität die Möglichkeit, dass es sich bei dem Begleiter um einen Neutronenstern handeln könnte, fast aus, was für das Szenario eines Weißen Zwergs spricht. Sie gehen davon aus, dass es sich bei diesem Objekt um einen massiven Weißen Zwerg mit einer Masse von ONeMg handelt, der nahe der Chandrasekhar-Grenze liegt (der maximalen Masse eines stabilen Weißen Zwergs, etwa 1,4 Sonnenmassen).
Die Astronomen stellten fest, dass der Pulsar unter Berücksichtigung der relativ großen Rotationsperiode von PSR J1227-6208 während des Recyclingprozesses wahrscheinlich nicht mehr als 0,0045 Sonnenmassen angesammelt hat. Sie fügten jedoch hinzu, dass, wenn die Akkretion in einem Zeitraum von deutlich weniger als 100.000 Jahren erfolgte, dies entweder auf eine Super-Eddington-Akkretionsrate oder eine große Spin-Up-Effizienz hinweisen würde.
Die Studie ergab, dass das Pulsprofil von PSR J1227-6208 einen steilen Flussdichtespektralindex und einen flachen Streuindex aufweist. Es wurde auch festgestellt, dass etwa 15 % der Emission des Pulsars linear polarisiert sind.
Mehr Informationen:
Miquel Colom i Bernadich et al, PSR J1227–6208 und sein massiver weißer Zwergbegleiter: Pulsar-Emissionsanalyse, Zeitaktualisierung und Massenmessungen, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2407.13593
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