ภาพ HESS ของไบนารีคู่ PSR B-1259-63 / SS 2883 เครดิตภาพ: HESS คลิกเพื่อดูภาพขยาย
คู่ไบนารี PSR B-1259-63 / SS 2883 อยู่ห่างออกไป 5,000 ปีแสงในทิศทางทั่วไปของกลุ่มดาวซีกโลกใต้ Crux (กางเขนใต้) คู่ประกอบไปด้วยพัลซาร์ (PSR B-1259) และยักษ์ใหญ่สีน้ำเงิน (SS 2883) ถูกขังไว้ในท่าเต้นที่แกว่งไปแกว่งมาอย่างกว้างขวาง วงโคจรของพัลซาร์ของดาวฤกษ์ที่มีมวลสูงกว่านั้นประหลาดมากจนทั้งคู่ผ่านไป 100 ล้านกิโลเมตรในระยะใกล้ที่สุดและพวกมันแยกระยะห่างประมาณสิบเท่าของระยะทางไกลที่สุด ในระหว่างวิธีการที่ใกล้ที่สุดสัญญาณจากพัลซาร์จะลดลงอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากถูกบดบังโดยยักษ์สีน้ำเงินยักษ์
ผู้สังเกตการณ์ที่ใช้ระบบพลังงานสูง Stereoscopic (HESS) ขนาด 12.5 เมตรบันทึกการเต้นของทั้งคู่ในช่วงกลางคืนที่ไม่มีแสงจันทร์จากเดือนกุมภาพันธ์ถึงเดือนเมษายน 2547 และกำหนดเวลาให้พวกเขาในขณะที่พัลซาร์เข้าหาและถอยห่างจากจุดที่ใกล้ที่สุดของทั้งสอง นักดาราศาสตร์พบว่าคลื่นวิทยุจากพัลซาร์จับคู่กับรังสีแกมม่าสูงพิเศษที่มาจากภูมิภาค
จากข้อมูลของเฟลิกซ์อาโรเนียนแห่งสถาบันแม็กซ์แพลงก์สำหรับฟิสิกส์นิวเคลียร์ไฮเดลเบิร์กเยอรมนีระบบเลขฐานสองนี้“ อนุญาตให้ 'เฝ้าดูออนไลน์' ของกระบวนการ MHD (magnetohydrodynamic) ที่ซับซ้อนอย่างยิ่งของการสร้าง การเร่งด้วยคลื่นกระแทกเชิงสัมพัทธภาพผ่านการศึกษาลักษณะสเปกตรัมและเวลาของรังสีแกมม่าพลังงานสูงของระบบ ในเรื่องนี้ระบบเลขฐานสอง PSR B1259-63 เป็นห้องปฏิบัติการพิเศษในการสำรวจฟิสิกส์ของสายพัลซาร์
พัลซาร์ถูกตรวจพบครั้งแรกโดยทีมนักดาราศาสตร์ในปี 1992 โดยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุพาร์คในออสเตรเลีย เจ็ทแม่เหล็กของมันพุ่งไปที่โลก 20 ครั้งต่อวินาที นอกเหนือจากการปล่อยคลื่นวิทยุพัลซาร์ยังฉายรังสีเอกซ์ในระดับพลังงานต่าง ๆ ตลอดวงโคจรของมัน รังสีเอกซ์เหล่านี้เชื่อว่าเป็นผลมาจากการแผ่รังสีที่เกิดขึ้นเมื่อสนามแม่เหล็กของพัลซาร์มีปฏิสัมพันธ์กับก๊าซที่ปล่อยออกมาจากดาวยักษ์สีน้ำเงินสหาย
SS 2883 ยักษ์สีน้ำเงินถูกค้นพบครั้งแรกว่าเป็นสหายของพัลซาร์ในปี 1992 มันมีมวลสิบเท่าของดวงอาทิตย์ แต่มีอุณหภูมิสูงและเครื่องยนต์ฟิวชั่นที่เผาไหม้อย่างรวดเร็ว มันหมุนเร็วมากและดึงวัสดุออกจากเส้นศูนย์สูตรของมันเป็นระยะ ๆ จากเอกสาร 'การค้นพบพัลซาร์พัลซาร์ PSR B-1259-63 ... กับ H.E.S.S. ', "เป็นที่ทราบกันดีว่ามีดาวฤกษ์ที่ไม่มีไอโซโทรปิกก่อตัวเป็นแผ่นเส้นศูนย์สูตรที่มีการไหลเวียนของมวลดีขึ้น"
กระดาษกล่าวต่อไปว่า“ การวัดเวลาแนะนำให้ดิสก์เอียงด้วยความเคารพต่อระนาบการโคจร…” ความโน้มเอียงของการโคจรดังกล่าวทำให้“ พัลซาร์ต้องข้ามดิสก์สองครั้งใกล้กับเพเรียสตรอน” และเมื่อถึงจุดแยกเหล่านี้สิ่งต่างๆก็กำลังซุกซนขึ้นในขณะที่สนามแม่เหล็กของพัลซาร์เริ่มที่จะมีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคที่มีประจุในบริเวณช็อตย้อนกลับของการตกกระทบของดาวฤกษ์
ด้วยเหตุนี้ระบบนี้จึงได้รับการกล่าวขานว่าเป็น 'ระบบเลขฐานสอง' โดยที่“ สนามโฟตอนที่รุนแรงโดยดาวข้างเคียงไม่เพียง แต่มีบทบาทสำคัญในการระบายความร้อนของอิเล็กตรอนสัมพันธ์ แต่ยังทำหน้าที่เป็นเป้าหมายที่สมบูรณ์แบบสำหรับการผลิตสูง รังสีแกมมาที่สร้างขึ้นใหม่ผ่านการกระจายแบบผกผันของคอมป์ตัน (IC)” เฟลิกซ์ขยายแนวคิดนี้โดยกล่าวว่า“ พัลซาร์ไม่ได้แยก แต่อยู่ในระบบดาวคู่ใกล้กับดาวออปติคอลที่ทรงพลัง ในกรณีนี้เนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์กับลมดาวฤกษ์ภายใต้ความดันก๊าซสูงลมพัลซาร์จะสิ้นสุดภายในระบบเลขฐานสองที่สนามแม่เหล็กค่อนข้างสูง (ประมาณ 1 G, ประมาณ 10,000 ถึง 100,000 เท่าของมาตรฐานที่ใหญ่กว่า) นอกจากนี้เนื่องจากการปรากฏตัวของแสงดาวอิเล็กตรอนประสบการสูญเสียอย่างรุนแรงในระหว่างการโต้ตอบ (Compton กระเจิง) กับแสงดาว สิ่งนี้ทำให้อายุการใช้งานของอิเล็กตรอนสั้นมาก 1 ชั่วโมงหรือน้อยกว่า รังสีแกมมาพลังงานสูงสามารถเกิดขึ้นได้จากปฏิกิริยาของอิเล็กตรอน (และอาจเป็นโปรตอน) ด้วยก๊าซหนาแน่นของดิสก์ดาวฤกษ์ (เช่นในช่วงเวลาสั้น ๆ !)”
ในฐานะที่เป็นระบบเลขฐานสองระบบดาวแสดงลายเซ็นพลังงานที่หลากหลายตามวงโคจรประหลาดของพัลซาร์และการแปรผันในวงกว้างในความหนาแน่นของสสารรอบดาวฤกษ์รอบ SS 2883 ที่มันมีปฏิสัมพันธ์ ใกล้กับ periastron ลมพัลซาร์“ เย็น” ที่มีปฏิสัมพันธ์กับพลาสมาในบรรยากาศปิดท้ายด้วยการสร้างคลื่นกระแทกเชิงสัมพัทธภาพซึ่งจะเร่งอนุภาคให้กลายเป็นพลังงานที่สูงมาก 1 TeV หรือมากกว่า ความร้อนในอนุภาคเหล่านี้จะถูก“ ระบายความร้อน” เมื่อโฟตอนกระทบกับอิเล็กตรอนและโพสิตรอนที่เคลื่อนที่เร็ว เอฟเฟกต์การกระเจิงคอมป์ตันแบบผกผันนี้ดำเนินการพลังงานโดยขยายความถี่โฟตอนอย่างดุเดือด เพียงแค่กล่าวว่าโฟตอนของ“ แสงที่มองเห็น” พลังงานต่ำจะถูกเพิ่มระดับพลังงานที่สูงขึ้นมาก - บางส่วนบรรลุขอบเขตโวลต์เทอร์ - อิเลคตรอนของรังสีแกมมาตอนบน / โดเมนรังสีคอสมิคตอนล่าง
ในขณะที่พัลซาร์เคลื่อนที่ออกจากดาวฤกษ์หลักมันจะพบกับอนุภาคที่มีประจุน้อยลงและน้อยลงในขณะเดียวกันความหนาแน่นของโฟตอนแสงที่มองเห็นได้จากดาวกลางก็ตกลงไปด้วย เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้การกระเจิงของโฟตอนจะลดลงและการแผ่รังสีซินโครตรอนเริ่มครอบงำ ด้วยเหตุนี้รังสีเอกซ์ระดับพลังงานที่ต่ำกว่าจึงเริ่มครองลายเซ็นพลังงานของระบบเมื่อพัลซาร์ชะลอตัวและเคลื่อนที่ออกจากดาวฤกษ์
ในที่สุดมีระยะเวลาสองช่วงในวงโคจรพัลซาร์ที่ผ่านระนาบศูนย์สูตรของดิสก์วงรอบดาวยักษ์สีน้ำเงิน จุดเปลี่ยนเหล่านี้อาจส่งผลให้เกิดการสร้างโฟตอนซุปเปอร์พลังงานจำนวนมากอิเล็กตรอนโพสิตรอนและแม้แต่บางโปรตอน เมื่อมีการสร้างอนุภาคที่เร่งความเร็วเชิงสัมพัทธภาพพวกมันจะมีปฏิสัมพันธ์กับภูมิภาคที่สามารถวางไข่อนุภาคอื่นจำนวนมากที่สามารถทำลายลงในโฟตอนพลังงานสูงและอนุภาคอื่น ๆ
จากบทความที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 13 มิถุนายน 2548“ จนถึงตอนนี้ความเข้าใจเชิงทฤษฎีของระบบที่ซับซ้อนนี้ซึ่งเกี่ยวข้องกับลมพัลซาร์และลมดาวฤกษ์ที่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันนั้นค่อนข้าง จำกัด เนื่องจากขาดการสังเกตที่ จำกัด ” แต่ตอนนี้เนื่องจาก IACTS (การถ่ายภาพบรรยากาศ Cherenkov Telescopes) เช่น H.E.S.S. นักดาราศาสตร์จึงสามารถแก้ไขแหล่งรังสีแกมมาพลังงานสูงที่อยู่ใกล้จุดใหม่จากระบบอื่นเช่น PSR B-1259-63 / SS 2883
ในระบบ PSR B-1259-63 / SS 2883 ธรรมชาติดูเหมือนว่าจะให้นักดาราศาสตร์และนักฟิสิกส์ด้วยเครื่องเร่งอนุภาคอนุภาคพลังงานสูงซึ่งเป็นรุ่นที่มีอยู่อย่างดีและอยู่ห่างจากโลกอย่างปลอดภัย
เขียนโดย Jeff Barbour
