Pulsar în milisecunde ( MSP ) este un pulsar cu o perioadă de rotație cuprinsă între 1 și 10 milisecunde . Pulsari similari au fost detectați în lungimile de undă radio , raze X [1] și raze gamma ale spectrului electromagnetic . Teoria originii tuturor pulsarilor de milisecunde nu a fost pe deplin dezvoltată. Cea mai comună teorie a formării lor spune că un astfel de pulsar se rotește inițial nu atât de repede, dar se învârte treptat din cauza acumularii de materie din stea, care formează cu el un sistem binar apropiat .. Din acest motiv , pulsarii sunt uneori denumiți „ pulsari reciclați ” [2] .
Pulsarii de milisecunde sunt membri ai binarelor cu raze X de masă mică . Razele X din aceste sisteme provin de la un disc de acreție în jurul unei stele neutronice , pe care curg straturile exterioare ale unei stele însoțitoare care și-a revărsat lobul Roche . Transferul momentului unghiular prin discul de acreție ar putea crește teoretic viteza de rotație a pulsarului la sute de rotații pe secundă. Câmpul magnetic al pulsarilor de milisecunde este mult mai slab decât cel al altor pulsari, așa că pierd energie de rotație lent, iar durata lor posibilă de viață este comparabilă cu vârsta Universului observabil . Aceasta înseamnă că pulsarii în milisecunde sunt foarte rari. Sunt caracteristice clusterelor globulare, unde o stea neutronică obișnuită poate captura o altă stea [3] . Pulsarii de milisecundă sunt pulsari vechi, deși nu toți pulsarii vechi se rotesc rapid. Pulsarii vechi unici, pulsarii binari, precum și membrii oricărui sistem binar largi, nu se pot roti, iar rotația lor încetinește doar cu timpul.
Cu toate acestea, au apărut dovezi recente că modelul standard de evoluție nu este în măsură să explice originea tuturor pulsarilor în milisecunde, în special a pulsarilor tineri cu câmpuri magnetice relativ mari, cum ar fi PSR B1937+21 . Kiziltyan (Kızıltan) și Thorsett (Thorsett) au arătat că pulsarii de milisecunde trebuie formați ca urmare a a cel puțin două procese diferite [4] . Dar natura celui de-al doilea proces rămâne neclară [5] .
Mulți pulsari de milisecunde se găsesc în clustere globulare . Acest lucru este în concordanță cu teoria spin-out, deoarece densitatea extrem de mare de stele din aceste clustere sugerează o șansă mult mai mare ca un pulsar să aibă sau să captureze o stea însoțitoare gigantică. În prezent, în clustere globulare sunt cunoscuți aproximativ 130 de milisecunde [6] : clusterul globular Terzan 5 conține 33 de astfel de pulsari, 47 Tucanas - 22, M28 și M15 , câte 8 pulsari fiecare.
Pulsarii de milisecunde emit impulsuri cu o precizie foarte mare, mai bune decât cele mai bune ceasuri atomice [7] . Acest lucru le face sonde foarte sensibile. De exemplu, orice orbitează pulsarii în milisecunde provoacă schimbări periodice Doppler ale pulsurilor lor în timp, care pot fi apoi analizate pentru a dezvălui prezența unui însoțitor și pentru a măsura orbita și masa obiectului cu mare precizie [8] . Metoda este atât de sensibilă încât chiar și obiectele de dimensiunea unui asteroizi pot fi detectate cu ea , dacă se află pe orbita unui pulsar de milisecunde. Prima exoplanetă confirmată , cu câțiva ani înainte de prima descoperire de exoplanete în jurul stelelor „normale”, a fost descoperită pe orbită în jurul pulsarului de milisecunde PSR B1257+12 . Aceste planete de masă terestre au rămas timp de mulți ani singurele obiecte de acest fel cunoscute în afara sistemului nostru solar . Iar una dintre ele (poate chiar o cometă ), cu o masă mai mică comparabilă cu masa Lunii noastre , este până astăzi obiectul cu cea mai mică masă cunoscut în afara sistemului solar [9] .
În galaxie, pulsarul j1713+0747 are cel mai precis curs.
Pulsarurile j1909+3744, j1918+0642, j0030+0451, j0613-0200, j2317+1439 sunt de asemenea foarte precise. [zece]
Primul pulsar în milisecunde, PSR B1937+21 , a fost descoperit în 1982 de Charles Becker . Pulsarul s-a rotit de aproximativ 641 de ori pe secundă și rămâne al doilea pulsar în milisecunde cu cea mai rapidă rotire din aproximativ 200 care au fost detectați de atunci [11] . PSR J1748-2446ad , descoperit în 2005 , este cel mai rapid pulsar cunoscut din 2012, la 716 rotații pe secundă [12] [13] .
Teoriile actuale ale structurii și evoluției stelelor neutronice prevăd că pulsarii s-ar descompune dacă s-ar roti la ~1500 rpm sau mai mult [14] [15] și că peste 1000 rpm ar trebui să piardă energie prin radiația gravitațională mai repede decât obțin prin acumulare [16] .
Cu toate acestea, la începutul anului 2007, observatoarele spațiale de raze X RXTE și INTEGRAL au descoperit steaua neutronică XTE J1739-285 , care se rotește cu o viteză de 1122 de rotații pe secundă [17] , însă acest rezultat nu este semnificativ statistic, cu un nivel de semnificație. de numai 3 sigma . Astfel, acest pulsar este un candidat interesant pentru observații ulterioare, rezultatele actuale nefiind concludente. Cu toate acestea, se crede că radiația gravitațională joacă un rol important în încetinirea vitezei de rotație. În plus, pulsarul cu raze X IGR J00291+5934 , care se rotește cu 599 de rotații pe secundă, este un candidat principal pentru detectarea unor astfel de unde în viitor (majoritatea pulsarilor cu raze X se rotesc cu aproximativ 300 de rotații pe secundă) [18] .