Az első felfedezésük óta az 1960-as évek végén a pulzátorok továbbra is elbűvölték a csillagászokat. Annak ellenére, hogy ezeknek a lüktető, forgó csillagok ezreit figyelték meg az elmúlt öt évtizedben, róluk sok minden továbbra is kitér minket. Például, míg egyesek rádió- és gammasugár-impulzusokat bocsátanak ki, mások csak a rádió- vagy a gamma-sugárzásra korlátozódnak.
Két csillagászcsoport két tanulmányának köszönhetően azonban közelebb kerülhetünk annak megértéséhez, hogy miért van ez. A két pulzátor (Geminga és B0355 + 54) Chandra X-ray Observatory által gyűjtött adatokra támaszkodva a csapatok meg tudták mutatni, hogy összefügghetnek emisszióikkal és ködük (a medúzára emlékeztető) alapjainak szerkezetével.
Ezek a tanulmányok: a „PSR B0355 + 54 által készített Pulsar szél köd mély Chandra megfigyelései” és a „Geminga rejtélyes Pulsar szél ködje” Az asztrofizikai utazásl. Mindkét csoport esetében a Chandra Obszervatórium röntgenadatait vették alapul a Geminga és a B0355 + 54 pulzátorok és az azokhoz kapcsolódó pulsar szél-ködök (PWN) vizsgálatához.
A Földtől 800 és 3400 fényévnyire helyezve a Geminga és a B0355 + 54 pulzátorok nagyon hasonlóak. Amellett, hogy hasonló forgási periódusokkal rendelkeznek (másodpercenként ötször), akkor is nagyjából azonos korúak (~ 500 millió év). A Geminga azonban csak gammasugár-impulzusokat bocsát ki, míg a B0355 + 54 az egyik legfényesebb ismert rádióimpulzus, de nem bocsát ki megfigyelhető gamma-sugarat.
Sőt, a személyi idegenforgalmi hálózatuk meglehetősen eltérő felépítésű. A Chandra röntgenadatok és a Spitzer infravörös adatok felhasználásával készített összetett képek alapján az egyik egy olyan medúzára hasonlít, amelynek inói nyugodtak, míg a másik úgy néz ki, mint egy zárt és hajlított medúza. Amint Bettina Posselt - a Penn State Csillagászati és Asztrofizikai Tanszékének vezető kutató munkatársa és a Geminga tanulmány vezető szerzője - e-mailben mondta a Space Magazine-nak:
„A Chandra adatai két, nagyon eltérő röntgenképet eredményeztek a pulsar szél ködéből a Geminga és a PSR B0355 + 54 pulzátorok körül. Míg a Geminga megkülönböztetett három farkú felépítésű, a PSR B0355 + 54 képe egy széles farkot mutat, több alszerkezettel. ”
Minden valószínűség szerint a Geminga és a B0355 + 54 farok keskeny fúvókák, amelyek a pulsar spinoszlopaiból származnak. Ezek a fúvókák merőlegesek a fánk alakú korongra (más néven a torusra), amely körülveszi a pulzátorok egyenlítői régióit. Noel Klingler, a George Washington Egyetem végzős hallgatója és a B0355 + 54 cikk szerzője e-mailben mondta a Space Magazine-nak:
„A csillagközi közeg (ISM) nem tökéletes vákuum, így mivel mindkét pulzátor másodpercenként több száz kilométer sebességgel szárad át az űrben, az ISM-ben lévő nyomnyi mennyiség nyomást gyakorol, ezáltal visszaszorítja / meghajolja a pulsar szél ködét a pulzátorok mögött, amint azt a Chandra Röntgenmegfigyelő Intézet képei is mutatják. ”
Úgy tűnik, hogy látszólagos szerkezetük a Földhez viszonyított hajlamuknak köszönhető. Geminga esetében a tórusz oldalról néz, míg a fúvókák oldalra mutatnak. A B0355 + 54 esetében a torust arccal látják, miközben a fúvókák mind a Föld felé, mind pedig a Föld felé mutatnak. A mi szempontból nézve ezek a fúvókák úgy néznek ki, mintha egymás fölé helyeznének, ezért néz ki, hogy dupla farka van. Ahogy Posselt leírja:
„Mindkét szerkezet megmagyarázható a pulsar szél ködök általános modelljével. A különféle képek okai a következők: a) nézőpontunk és b) milyen gyorsan és hova megy a pulzár. Az ilyen pulsar szél ködök megfigyelhető szerkezete általában egyenlítői torus és polar fúvókákkal leírható. A Torust és a fúvókákat (pl. Hajlított fúvókák) befolyásolhatja a csillagközi közegből a „fejszél”, amelybe a pulzár bejut. A torus, a fúvókák látószögétől és a pulzár mozgásától függően a különböző képeket a Chandra röntgen megfigyelőközpontja. Geminga „oldalról” (vagy a torus felé nézve felfelé) látható, a fúvókák nagyjából az ég síkjában helyezkednek el, míg a B0355 + 54 esetében szinte közvetlenül az egyik pólusra nézünk. ”
Ez a tájolás megmagyarázhatja azt is, hogy a két impulzus miért sugároz különféle típusú elektromágneses sugárzást. Alapvetően a mágneses pólusok - amelyek közel vannak a spinoszlopukhoz - ott vannak, ahonnan a Pulsar rádiókibocsátása származik. Eközben úgy gondolják, hogy a gammasugarakat egy Pulsar spin-egyenlõje mentén bocsátják ki, ahol a torusz található.
„A képek azt mutatják, hogy Gemingát az életről (azaz az egyenlítőre nézve) látjuk, mert röntgenfelvételeket látunk a két fúvókabe indított részecskékből (amelyek kezdetben igazodnak a rádió sugaraihoz), amelyek az ég felé mutatnak és nem a Földön - mondta Klingler. „Ez magyarázza, hogy miért csak Gamma-sugár impulzusokat látunk. A képek azt is jelzik, hogy a B0355 + 54-re felülről lefelé nézünk (vagyis az egyik pólus fölött, a fúvókákba nézve). Tehát amint a pulzár forog, a rádiónyaláb közepe átpörget a Földön, és észleljük az impulzusokat; de a gamma-sugarakat egyenesen a Pulsar egyenlõjébõl indítják el, így a B0355-bõl nem látjuk őket. "
"Az egyes pulzárok (ahol vannak a pólusok és az egyenlítő) geometriai megszorításai a pulzáris szél ködéből segítik a két neutroncsillag rádió- és gammasugár-impulzusaival kapcsolatos eredmények magyarázatát" - mondta Posselt. „Például, a Geminga rádiósen csendesnek tűnik (nincs erős rádióimpulzus), mivel nincs közvetlen megfigyelésünk a pólusokra, és úgy gondoljuk, hogy az impulzusos rádiókibocsátás a pólusokhoz közeli régióban jön létre. De Geminga erős gammasugár-pulzációt mutat, mivel ezeket nem a pólusoknál, hanem az egyenlítői régióhoz közelebb állítják elő. ”
Ezek a megfigyelések egy nagyobb kampány részét képezték, amely hat pulzárt vizsgált, amelyekről látható, hogy gammasugárkat bocsátanak ki. Ezt a kampányt a Stanford Egyetem Roger Romani vezeti, a GWU (Oleg Kargaltsev), a Penn State University (George Pavlov) és a Harvard University (Patrick Slane) csillagászai és kutatói közreműködésével.
Ezek a tanulmányok nemcsak új fényt derítenek a pulsar szél köd tulajdonságairól, hanem megfigyelési bizonyítékokat is szolgáltatnak a csillagászok számára a pulzátorok jobb elméleti modelljeinek megteremtéséhez. Ezen túlmenően az ilyen vizsgálatok - amelyek a pulzáris mágneses gömbök geometriáját vizsgálják - lehetővé tehetik az csillagászok számára, hogy jobban becsüljék meg a felrobbantott csillagok számát galaxisunkban.
Annak ismeretében, hogy hány szögben lehet detektálni az impulzusokat, jobban meg tudják becsülni a Földtől nem látható mennyiséget. Egy újabb módszer, amellyel a csillagászok azon mennyei tárgyak megtalálására törekszenek, amelyek az emberiség vak területein elrejthetnek!
