Milisaniye Pulsarı

Milisaniye pulsarları, yaklaşık 1-10 milisaniye aralığında dönel periyotları olan pulsarlardır. Milisaniye Pulsarları elektromanyetik spektrumun radyo, X-ışını ve gama ışınları kısımlarında saptanmıştır. Milisaniye Pulsarlarının kökeni hakkındaki en baskın teori yaşlı olmaları ve çok hızlı dönen, ikili sayı sistemine yakın çift yıldızlardan (companion star) gelen maddelerin toplanması aracılığıyla “geri dönüşümlü” veya hızlanmış nötron yıldızları olmalarıdır. Bu yüzden, Milisaniye pulsarlarına bazen Geridönüşmüş Pulsarlar denebilir.

Milisaniye Pulsarlarının düşük kütleli X-ışını ikili sistemi ile bağlantılı olduğu düşünülmektedir. Bu sistemdeki X-ışınlarının, Roche lobu’nun taşmış  çift yıldızların dış katmanlarından üretilen bir nötron yıldızının toplanma diski tarafından yayıldığı düşünülmektedir. Milisaniye Pulsarlarında gözlendiği gibi, bu toplanma olayından kaynaklanan açısal momentum aktarımı teorik olarak pulsarın dönüş hızını saniyede yüzlerce kez arttırabilir.

Ancak, standart evrimsel model; bütün milisaniye pulsarlarının, özellikle genç ve diğerlerine göre yüksek manyetik alanlı milisaniye pulsarlarında, evrimini açıklamada başarısız olduğuna dair PSR B1937+21. Kızıltan   örneğinde olduğu gibi yeni kanıtlar vardır ve Thorsett farklı milisaniye pulsarlarının en az iki farklı süreçle oluşmak zorunda olduğunu göstermiştir. Fakat diğer süreçler gizemini sürdürmektedir.

Birçok milisaniye pulsarı küresel yıldız kümelerinde keşfedilmiştir. Bu, biçimlerinin spin-up teorisi aşırı yüksek yıldızsal yoğunluğu olan bu kümelerin, devasa ikili yıldızlara sahip olan pulsarın olabilirliğinden fazla olmasını gerektirdiği için tutarlıdır.  Şu anda küresel yıldız kümelerinde yaklaşık 130 milisaniye pulsarı bilinmektedir.  Terzan 5 küresel yıldız kümesi kendi başına bunların 33 tanesini, takiben 47 Tucanae 22, M28 ve M15 ise sekizer tanesini içermektedir.

Çok hassas zamanlanabilen milisaniye pulsarları, 1997’nin en iyi atomik saatinden daha iyidir. Bu da onları içinde bulundukları ortam için çok hassas ölçücü yapar. Örneğin, yörüngelerindeki herhangi bir şey Dünya’ya ulaşana kadar pulsarın her atışında periyodik olarak Doppler etkisine sebep olur. Bu sayede ikili sistemi(binary) ortaya çıkaran ve objelerin kütleleri ve yörüngeleri ile ilgili hassas ölçümler sağlayan yeterli veriler analiz edilebilir. Bu teknik o kadar hassastır ki milisaniye pulsarının yörüngesinde olan bir asteroit kadar küçük objelerin bile tespit edilebilmesini sağlar. İlk doğrulanan milisaniye pulsarının, PSR B1257+12, çevresindeki yörüngede bulunan Güneş dışı gezegenler; normal Güneş benzeri yıldızların çevresindeki Güneş dışı gezegenlerin tespitinden birkaç sene önce keşfedildi. Bu gezegenler yıllarca, sadece Güneş Sistemi dışında bilinen Dünya kütlesindeki objeler olarak kaldı. Bunlardan biri, PSR B1257+12 D,  Ay’ımızla karşılaştırılabilecek kadar küçük kütleli olsa bile hala Güneş Sisteminin ötesinde bilinen en küçük kütleli objedir.

Pulsarların Dönel Hız Limitleri
İlk milisaniye pulsarı, PSR B1937+21,  1982’de Backer tarafından keşfedildi. Bu milisaniye pulsarı kabaca saniyede 641 kere döner, bu keşfedilen yaklaşık olarak 200 milisaniye pulsarından en hızlı 2. olması anlamına gelir. Pulsar PSR J1748-2446ad, 2005'te keşfedilen, 2012 itibarıyla bilinen en hızlı dönen pulsar saniyede 716 kez döner.

Nötron yıldızlarının yapısı ve evrimi hakkındaki mevcut teoriler şunları öngörür: pulsarlar eğer saniyede 1500 devirde veya ötesinde dönüş hızına sahipse parçalara ayrılırlar ve saniyede 1000 devir üzeri hızda, toplanma işleminin hızlandırdığından daha hızlı kütle çekimsel dalga tarafından enerji kayberderler.

Bununla birlikte, 2007’nin başlarında Rossi X-ray Timing Explorer ve INTEGRAL uzay aracından gelen verilerle 1122 Hz de dönen  XTE J1739-285  nötron yıldızı keşfedildi. Sonuçlar sadece 3 sigma seviyesinde yani sayısal olarak kayda değer değildir. Bu nedenle, bu daha ileri gözlemler için ilginç olmaya aday iken, mevcut sonuçlar yetersizdir. Yine de Kütle Çekimsel dalganın, dönüş hızını yavaşlatmada rol oynadığı düşünülmektedir. Ayrıca, saniyede 599 dönüş yapan bir X-ışını pulsarı, IGR J00291+5934, gelecekte bu dalgaları tespit etmek için yardımcı olmaya başlıca adaydır (çoğu X-ışını pulsarı saniyede sadece 300 civarı devirle döner).

Pulsarlar