A neutroncsillagok az egyik legérdekesebb csillagászati tárgyak az ismert világegyetemben. Amellett, hogy a sűrűbb csillag típusa (kivéve a kvarccsillagokat), ezekről ismert, hogy masszív csillagokkal bináris párokat képeznek. A mai napig csak 39 ilyen rendszert fedeztek fel, és még kevesebbet fedeztek fel, amelyek egy hatalmas csillagból és egy nagyon nagy energiájú (VHE) gammasugár neutroncsillagból álltak.
A mai napig csak kettőt találtak ezekből a rendszerekből, a másodikt néhány évvel ezelőtt fedezték fel a Nagyon Energikus Sugárzás Képes Teleszkóp Array Rendszer (VERITAS) néven ismert nemzetközi csillagászok. Amellett, hogy ritka lelet, a felfedezés nagyon szerencsés volt, mivel a rendszer által észlelt szokatlan viselkedés 2067-ig megismétlődik.
Egyszerűen fogalmazva: a neutroncsillagok egy szupernóvában felrobbantott csillag sűrű maradványai, és rendkívül sűrű, kompakt tárgyat hagynak hátra, amely gyorsan forog. Ez azt eredményezi, hogy a neutroncsillag erőteljes mágneses tereket generál, amelyek sugárzásukat egy szűk fénysugárra fókuszálják, amely élvonalban világítótoronynak tűnik. Amikor ezek a gerendák keresztezik a Földet, a csillagászok rádió és más hullámhosszon is észlelhetik ezeket az impulzusokat.
Mivel a tömeges csillagok általában bináris párokat alkotnak, nem meglepő, hogy néhány pulzátornak van egy keringő társa, amely túléli partnere szupernóváját. Szintén általános, hogy ezekben a rendszerekben törmeléklemezek vannak, amelyeket a gyorsan forgó pulzár befolyásol. A sugárzásnak a törmelékkel ütközésével olyan töltött részecskék képződnek, amelyek majdnem a fénysebességre felgyorsíthatók, és nagyon nagy energiájú (VHE) gammasugarakat eredményeznek.
A Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO) által üzemeltetett Fred Lawrence Whipple Obszervatórium négy, 12 méteres távcsövével a VERITAS együttműködés 2016-ban kezdte megfigyelni, hogy mi volt a VHE gamma-sugárzó pulzáris rendszer. Ez a forrás található egy hatalmas csillagoktatásban, kb. 5000 fényévre a Földtől a Cygnus csillagkép irányába.
A csillagászok egy olyan csoportjának segítségével, aki a Kanári-szigeteken az El Roque de Los Muchachos Obszervatóriumban található, 17 m-es légköri gamma képalkotó Cherenkov (MAGIC) távcsövet használta, a csoport megállapította, hogy a pulsarnak hatalmas csillag társa van. 50 évente keringött egy rendkívül elliptikus pályán. A két csapat azt is kiszámította, hogy a csillagok a pályájuk legközelebbi pontjaira 2017. november 13-ig lesznek, és 2067-ig nem lesznek ismét.
A VERITAS együttműködés igazgatói korábban már részt vettek más csillagászokkal a rendszer legközelebbi megközelítése előtti, utáni és utáni figyelemmel kísérésében. A Fred Lawrence Whipple Obszervatórium négy távcsövével felfedezték a gamma-sugarakat a Cherenkov-sugárzás rendkívül rövid villanásaival, amelyek az égbolton jelennek meg, amikor a Föld légköre elnyeli őket.
A 2016-ban elvégzett kezdeti megfigyelések gyenge gamma-sugárzási sugárzást fedeztek fel, amely összhangban áll azzal a ténnyel, hogy a bináris rendszer be van ágyazva egy csillagoktatásba. "Ez az alacsony szintű, állandó kibocsátás valószínűleg olyan ködből származik, amelyet folyamatosan táplál a pulsar" - mondta Ralph Bird, a Los Angeles-i Kaliforniai Egyetem posztdoktori kutatója, aki vezető szerepet játszott a VERITAS kampányban.
A tudósok ezért arra várták, hogy a csillagok elérjék pályájuk legközelebbi pontját, hogy megnézzék változást. Alicia López Oramas, az Astrofísica de Canarias Intézet (IAC) MAGIC-vel foglalkozó kutatója és a tanulmány egyik megfelelő szerzője szerint „ilyen egyedülálló rendszer várhatóan nagyon nagy energiájú gammasugarakat bocsát ki e megközelítés során , és ezt a lehetőséget nem hagyhattuk ki.
Szeptemberre a dolgok drasztikusan megváltoztak. Amint Tyler Williamson, a Delaware-i Egyetem Fizikai és Csillagászati Tanszékének posztgraduális hallgatója és a VERITAS másik fő közreműködője jelezte:
„A szeptemberben megfigyelt gamma-sugárfolyam kétszerese volt az előző értéknek. A csillag és a pulsar közötti legközelebbi megközelítés során, 2017 novemberében, a fluxus tízszeresére nőtt csak egyetlen éjszaka. ”
Ennek a viselkedésnek a magyarázata érdekében a csapatok megfigyeléseikhez illesztették az elméleti modelleket, amelyek a pulzátorokról, törmeléklemezekről és az ebből eredő kibocsátásokról szóló legújabb elméleteken alapultak. Ez sikertelennek bizonyult, és arra késztették őket, hogy jelentős felülvizsgálatra van szükség, amely jobb információkat tartalmaz a két csillag közötti találkozásról.
Röviden: a megfelelő modellezés elõtt további megfigyelésekre van szükség a bináris pár számára. Ez nem meglepő, mivel ez a rendszer csak egy második eset olyan bináris pulzusos rendszernél, amely VHE gamma-sugárzást bocsát ki. Ennek ellenére a két csoport által összegyűjtött megfigyelések felbecsülhetetlen értékűek voltak, tekintve, hogy a VHE gamma-sugár pulzusos binárisok viselkedésével kapcsolatos minden korábbi magyarázat spekuláció volt.
Az elkövetkező években a tudósok továbbra is megfigyelik ezt és más pulzátorokat, hogy megfigyeljék az e szélsőséges típusú objektumokból származó egzotikus viselkedést. És ha megfelelő modelleket lehet kifejleszteni erre a rendszerre, akkor óriási értékkel bír a tudósok számára, betekintést nyújtva a kompakt tárgyak születésébe és fejlődésébe - kezdve a pulzátoroktól a bináris fekete lyuk rendszerekig.
Mint Wystan Benbow, a CfA-val foglalkozó asztrofizikus kijelentette: „kritikus fontosságú a beruházás folytatása az olyan egyedi, élvonalbeli létesítmények üzemeltetésében, mint a VERITAS, és további lehetőségeket fog biztosítani az átalakító tudomány elérésére”.
A VERITAS együttműködés az Egyesült Államokban, Kanadában, Németországban és Írországban működő 20 intézmény 80 tudósát foglalja magában. A megállapításokat leíró tanulmány a közelmúltban jelent meg a Asztrofizikai folyóiratok. A Fred Lawrence Whipple Obszervatóriumot a Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO) üzemelteti.
