Pulsary same w sobie są niesamowitymi obiektami. Jakby nie patrzeć są to supergęste pozostałości po masywnych gwiazdach, które pod koniec swojego życia eksplodowały jako supernowe. Superszybko wirujące martwe pozostałości po gwiazdach przy każdym okrążeniu omiatają Ziemię wiązką promieniowania, która przez instrumenty naziemne i kosmiczne rejestrowana jest jako swoisty impuls. Czasami jednak w grupie tak wyjątkowych obiektów znajdzie się jeden, który jest jeszcze bardziej oryginalny niż inne. Właśnie taki obiekt został przeanalizowany za pomocą 12 teleskopów naziemnych i kosmicznych, w tym trzy instrumenty Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO). Obiekt ten bezustannie zmienia jasność między dwoma różnymi stanami. Do teraz naukowcy nie potrafili tgo wyjaśnić. Teraz jednak istnieje nowa teoria: pulsar bezustannie wyrzuca z siebie obłoki jasnej materii.
Obserwując ten obiekt zauważyliśmy, że dosłownie co kilkadziesiąt sekund wyrzuca on z siebie ogromne ilości materii, swoiste kosmiczne pociski – przekonuje Maria Cristina Baglio, badaczka z New York University Abu Dhabi, afiliowana także w Italian National Institute for Astrophysics (INAF), pierwsza autorka artykułu opublikowanego w Astronomy & Astrophysics.
PSR J1023+0038, w skrócie J1023, oddalony od nas o 4500 lat świetlnych w kierunku gwiazdozbioru Sekstansu, to szczególny przykład pulsara, który zachowuje się w sposób, jakiego jeszcze astronomowie nie obserwowali. Sam pulsar jest elementem ciasnego układu podwójnego. W toku obserwacji prowadzonych na przestrzeni ostatniej dekady bezustannie odzierał on swoją gwiezdną towarzyszkę z materii. Zmierzająca do niego po spirali materia tworzy dzięki temu dysk akrecyjny, z którego powoli opada na jego powierzchnię.
No i tu pojawia się jego nietypowe zachowanie. Odkąd materia zaczęła na niego opadać, zniknęła typowa dla pulsara wiązka światła. Zamiast tego przełącza się on bezustannie między dwoma różnymi poziomami jasności. Raz pulsar emituje jasne promieniowanie rentgenowskie, ultrafioletowe i widzialne, aby nagle się przełączyć w inny tryb, w którym jest słabszy na tych częstotliwościach, ale emituje więcej fal radiowych. Czasami pulsar zostaje w tym samym trybie przez kilka minut, a czasami kilku sekund. Sama zmiana trybu także trwa kilka sekund. Nic zatem dziwnego, że astronomowie od dawna zastanawiali się, co się tu tak naprawdę dzieje.
Do zbadania tego nietypowego zachowania naukowcy postanowili wystawić wszystkie dostępne działa: Bardzo Duży Teleskop (VLT) i Teleskop Nowej Technologii (NTT), które wykryły światło widzialne i podczerwone, a także Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). W ciągu dwóch nocy w czerwcu 2021 roku zaobserwowano, że system wykonał ponad 280 przełączeń pomiędzy tymi dwoma trybami jasności.
„Odkryliśmy, że przełączanie trybów wynika ze skomplikowanej zależności pomiędzy wiatrem pulsarowym, przepływem cząstek o wysokiej energii wywiewanych z pulsara i materią przepływającą w kierunku pulsara” wskazuje Coti Zelati afiliowana w INAF.
W trybie drugim materia przemieszczająca się w kierunku pulsara jest wyrzucana w wąskim dżecie prostopadłym do dysku. Materia ta stopniowo gromadzi się coraz bliżej pulsara, a gdy to następuje, uderza w nią wiatr wiejący od pulsującej gwiazdy, powodując nagrzewanie się materii. Układ w tym momencie znajduje się na pierwszym poziomie jasności i świeci jasno w zakresie promieniowania rentgenowskiego, ultrafioletowego i widzialnego. Ostatecznie plamy gorącej materii są usuwane przez pulsar przy pomocy dżetu. Gdy w dysku jest mniej gorącej materii, system świeci mnie jasno, przełączając się na drugi poziom.
Chociaż opisane odkrycie odsłoniło tajemnicę dziwnego zachowania J1023, astronomowie wciąż mogą wiele nauczyć się z badania tego unikalnego układu. Z tego też powodu teleskopy ESO będą nadal obserwowały ten nietypowy obiekt. Co więcej, kiedy do pracy wejdzie już gigantyczny Ekstremalnie Wielki Teleskop (ELT), będziemy mogli spojrzeć w stronę pulsara w niedostępny obecnie sposób. Wystarczy poczekać jeszcze… kilka dobrych lat. Jak zawsze w astronomii musimy uzbroić się w cierpliwość.