意大利和西班牙的天文学家利用加那利大望远镜(GTC)对一颗名为PSRJ1023+0038的过渡毫秒脉冲星进行了高时间分辨率光学光谱观测。观测活动的结果于9月19日发表在预印本服务器arXiv上,提供了有关该脉冲星性质的重要信息。

观测探索过渡毫秒脉冲星PSRJ1023+0038的性质

脉冲星是高度磁化的旋转中子星,会发出一束电磁辐射。旋转速度最快的脉冲星的旋转周期低于30毫秒,被称为毫秒脉冲星(MSP)。天文学家认为,它们是在双星系统中形成的,最初质量较大的部分变成中子星,然后由于次级恒星物质的吸积而旋转起来。

所谓的过渡毫秒脉冲星(tMSP)表现出在旋转驱动的射电脉冲星状态(“脉冲星状态”)和以光谱中的X射线脉动和吸积盘特征为特征的状态(“盘状态”)之间来回转换。它们通常很少见,因为到目前为止,只检测到了三个tMSP。

其中之一是PSRJ1023+0038(简称J1023),20年前首次被发现。这颗脉冲星的自转周期为1.69毫秒,公转周期约为4.75小时。该系统中的伴星是一颗光谱类型为G5的晚期恒星。

此前对J1023的观测发现,它在X射线状态和由旋转驱动的射电脉冲星相位之间切换。现在,由意大利米兰大学的MarcoMessa领导的天文学家团队利用GTC的光学成像系统和低中分辨率集成光谱(OSIRIS)仪器仔细观察了这颗脉冲星的性质及其行为。

观测发现,与其他tMSP一样,J1023在所有波段的短时间尺度(几十秒)内都表现出通量变化。此外,研究还发现,在几分钟的时间尺度上,发射线特性(等效宽度和半峰全宽)存在显著变化。这一发现标志着首次在如此短的时间尺度上观察到tMSP谱线特性的变化。

根据这项研究,在连续体中观察到的变异事件,等效宽度和半峰全宽,似乎是不稳定的,并且彼此不相关。这使得这些事件的起源尚不清楚。

观测还发现,巴尔末和氦系发射线在大多数情况下呈现出双角发射轮廓。这表明存在吸积盘,因此J1023在观测活动期间很可能处于吸积盘状态。

在最后的评论中,论文的作者补充说,应该进行多波长同时观测,以评估发射线特性的变化与J1023中的模式切换现象之间可能存在的相关性。