Observatorul spațial cu raze X X XMM-Newton (denumit și X-ray Multi-Mirror) Pulsarul, identificat ca NGC 5907 X-1, este, de asemenea, cel mai îndepărtat pulsar de acest tip detectat vreodată, lumina sa călătorind 50 de milioane de ani lumină înainte de a fi detectată de XMM-Newton.

Pulsarii sunt stele neutronice magnetizate care se rotesc și care trimit impulsuri regulate de radiații în două fascicule simetrice prin cosmos. Dacă sunt aliniate corect cu Pământul, aceste fascicule sunt ca un far care pare să clipească în timp ce se rotește. Au fost cândva stele masive care au explodat într-o supernovă puternică la sfârșitul natural al vieții lor, înainte de a devenidevin corpuri stelare mici și extraordinar de dense.

Această sursă de raze X este cea mai luminoasă de acest tip detectată până în prezent: este de 10 ori mai luminoasă decât deținătoarea recordului anterior. Într-o secundă, emite aceeași cantitate de energie eliberată de Soarele nostru în 3,5 ani! Sursele de raze X ultra-luminoase (ULX) din galaxiile apropiate strălucesc mai puternic decât orice sursă de raze X din galaxia noastră. ULX-urile sunt de obiceidescrise de modelele științifice ca găuri negre (BH) de masă stelară care se acumulează la viteze foarte mari sau BH de masă intermediară.

Sonda XMM-Newton a observat obiectul de mai multe ori în ultimii 13 ani, această descoperire fiind rezultatul unei căutări sistematice de pulsari în arhiva de date - pulsurile sale periodice de 1,13 secunde au dezvăluit-o. Semnalul a fost identificat și în arhiva de date NuSTAR a NASA, oferind informații suplimentare.

Pulsarul record, identificat ca fiind NGC 5907 X-1, se află în galaxia spirală NGC 5907, cunoscută și sub numele de Galaxia cu lama de cuțit sau Galaxia cioburilor. Imaginea cuprinde date de emisie de raze X (albastru/alb) de la telescopul spațial XMM-Newton al ESA și de la observatorul de raze X Chandra al NASA, plus date optice de la Sloan Digital Sky Survey (galaxia și stelele din prima parteInserația arată pulsația cu raze X a stelei neutronice învârtitoare, care are o perioadă de 1,13s, așa cum a fost determinată de camera europeană de imagistică cu fotoni XMM-Newton. Credite: ESA/XMM-Newton; NASA/Chandra și SDSS

"Sursele ultraluminoase de raze X (ULX) din galaxiile apropiate strălucesc mai puternic decât orice sursă de raze X din galaxia noastră. ULX-urile sunt de obicei modelate ca găuri negre (BH) cu masă stelară care se acumulează la viteze foarte mari sau BH-uri de masă intermediară. Prezentăm observații care arată că ULX-ul NGC 5907 este în schimb o stea neutronică cu raze X(NS) cu acreție și o perioadă de rotație care evoluează de la 1,43 secunde în 2003 la 1,13 secunde în 2014. Are o luminozitate izotropică maximă de 1000 de ori mai mare decât limita Eddington pentru un NS la 17,1 megaparsec. Modelele standard de acreție nu pot explica luminozitatea sa, chiar și presupunând emisia de fascicule, dar un câmp magnetic multipolar puternic îi poate descrie proprietățile. Aceste constatărisugerează că alte ULX extreme (luminozitate a razelor X ≥ 1041 erg secunda-1) pot găzdui NS."

Anterior, se credea că numai găurile negre de cel puțin 10 ori mai masive decât Soarele, care se hrănesc cu companionii lor stelare, ar putea atinge luminozități atât de extraordinare, dar pulsațiile rapide și regulate ale acestei surse sunt amprentele stelelor neutronice și le disting clar de găurile negre", spune Gian Luca Israel, de la INAF-Osservatorio Astronomica diRoma, Italia, autorul principal al lucrării care descrie studiul a fost publicat în revista Știință în această săptămână.

De asemenea, datele de arhivă au dezvăluit că rata de rotație a pulsarului s-a modificat în timp, de la 1,43 s pe rotație în 2003 la 1,13 s în 2014. Aceeași accelerație relativă în rotația Pământului ar scurta o zi cu cinci ore în aceeași perioadă de timp. "Doar o stea neutronică este suficient de compactă pentru a se menține în timp ce se rotește atât de repede", adaugă Gian Luca.

Deși nu este neobișnuit ca rata de rotație a unei stele neutronice să se schimbe, rata mare de schimbare în acest caz este probabil legată de faptul că obiectul consumă rapid masă de la un companion.

"Acest obiect reprezintă o adevărată provocare pentru înțelegerea noastră actuală a procesului de "acreție" pentru stelele de mare luminozitate", spune Gian Luca: "Este de 1000 de ori mai luminos decât ceea ce se credea a fi maximul posibil pentru o stea neutronică cu masă de acreție, așa că este nevoie de ceva mai mult în modelele noastre pentru a explica cantitatea uriașă de energie eliberată de obiect".

Oamenii de știință cred că acest pulsar trebuie să posede un câmp magnetic puternic și complex în apropierea suprafeței sale, astfel încât acumularea pe suprafața stelei neutronice este încă posibilă, generând în același timp o luminozitate ridicată.

"Descoperirea acestui obiect foarte neobișnuit, de departe cel mai extrem descoperit vreodată în ceea ce privește distanța, luminozitatea și rata de creștere a frecvenței sale de rotație, stabilește un nou record pentru XMM-Newton și ne schimbă ideile despre cum "funcționează" cu adevărat aceste obiecte", spune Norbert Schartel, cercetător al proiectului XMM-Newton al ESA.Sursa G. L. Israel et al, "An accretingpulsar cu proprietăți extreme conduce o sursă ultraluminoasă de raze X în NGC 5907" în Știință (20 februarie 2017) DOI: 10.1126/science.aai8635;

Site-ul ESA; "The brightest furthest pulsar in the Universe" . Accesat la 21 februarie 2017.