Millisecond pulsar ( MSP ) är en pulsar med en rotationsperiod som sträcker sig från 1 till 10 millisekunder . Liknande pulsarer har upptäckts i radio , röntgen [1] och gammastrålar våglängder av det elektromagnetiska spektrumet . Teorin om ursprunget för alla millisekundspulsarer har inte utvecklats fullt ut. Den vanligaste teorin om deras bildning säger att en sådan pulsar till en början inte roterar så snabbt, men gradvis snurrar upp på grund av ansamlingen av materia från stjärnan, som bildar ett nära binärt system med den . Av denna anledning hänvisas ibland till pulsarer som " återvunna pulsarer " [2] .
Millisekundspulsarer är medlemmar av lågmassröntgenbinärer . Röntgenstrålar i dessa system kommer från en ansamlingsskiva runt en neutronstjärna , på vilken de yttre lagren av en följeslagare som har svämmat över sin Roche-lob flyter över . Överföringen av rörelsemängd genom ackretionsskivan skulle teoretiskt kunna öka pulsarens rotationshastighet till hundratals varv per sekund. Det magnetiska fältet för millisekundspulsarer är mycket svagare än hos andra pulsarer, så de förlorar rotationsenergi långsamt, och deras möjliga livslängd är jämförbar med åldern för det observerbara universum . Det betyder att millisekundspulsarer är mycket sällsynta. De är karakteristiska för klothopar, där en vanlig neutronstjärna kan fånga en annan stjärna [3] . Millisekundens pulsarer är gamla pulsarer, även om inte alla gamla pulsarer snurrar snabbt. Enstaka gamla pulsarer, binära pulsarer, såväl som medlemmar av alla breda binära system, kan inte snurra, och deras rotation saktar bara ner med tiden.
Nya bevis har dock dykt upp att standardmodellen för evolution inte kan förklara ursprunget för alla millisekundspulsarer, särskilt unga pulsarer med relativt höga magnetfält, såsom PSR B1937+21 . Kiziltyan (Kızıltan) och Thorsett (Thorsett) har visat att millisekundspulsarer måste bildas som ett resultat av minst två olika processer [4] . Men arten av den andra processen är fortfarande oklar [5] .
Många millisekunderspulsarer finns i klotformiga hopar . Detta är förenligt med spin-out-teorin, eftersom den extremt höga tätheten av stjärnor i dessa hopar antyder en mycket högre chans att en pulsar kommer att ha eller fånga en jättelik följeslagare. För närvarande är cirka 130 millisekunders pulsarer kända i klothopar [6] : Globularhopen Terzan 5 innehåller 33 sådana pulsarer, 47 Tucanas - 22, M28 och M15 , 8 pulsarer vardera.
Millisekunderpulsarer avger pulser med mycket hög noggrannhet, bättre än de bästa atomklockorna [7] . Detta gör dem mycket känsliga sonder. Till exempel orsakar allt som kretsar kring millisekundspulsarer periodiska dopplerförskjutningar i deras pulser över tid, som sedan kan analyseras för att avslöja närvaron av en följeslagare och mäta objektets omloppsbana och massa med hög noggrannhet [8] . Metoden är så känslig att även objekt i asteroidstorlek kan upptäckas med den , om de befinner sig i en millisekundspulsars omloppsbana. Den första bekräftade exoplaneten , några år innan den första upptäckten av exoplaneter runt "normala" stjärnor, upptäcktes i omloppsbana runt millisekundpulsaren PSR B1257+12 . Dessa jordiska massplaneter förblev under många år de enda föremålen av sitt slag som var kända utanför vårt solsystem . Och en av dem (kanske till och med en komet ), med en mindre massa som är jämförbar med massan av vår måne , är än i dag det minsta massobjekt som är känt utanför solsystemet [9] .
I galaxen har pulsaren j1713+0747 den mest exakta kursen.
Pulsarerna j1909+3744, j1918+0642, j0030+0451, j0613-0200, j2317+1439 är också mycket exakta. [tio]
Den första millisekundpulsaren, PSR B1937+21 , upptäcktes 1982 av Charles Becker . Pulsaren roterade med cirka 641 gånger per sekund, och förblir den näst snabbast snurrande millisekundpulsaren av cirka 200 som har upptäckts sedan dess [11] . PSR J1748-2446ad , upptäckt 2005 , är den snabbast snurrande pulsaren känd från och med 2012, med 716 varv per sekund [12] [13] .
Aktuella teorier om neutronstjärnans struktur och evolution förutspår att pulsarer skulle sönderfalla om de roterade med ~1500 rpm eller mer [14] [15] och att över 1000 rpm borde de förlora energi genom gravitationsstrålning snabbare än de får genom accretion [16] .
I början av 2007 upptäckte dock rymdröntgenobservatorierna RXTE och INTEGRAL neutronstjärnan XTE J1739-285 , som roterar med en hastighet av 1122 varv per sekund [17] , men detta resultat är inte statistiskt signifikant, med en signifikansnivå på endast 3 sigma . Således är denna pulsar en intressant kandidat för ytterligare observation, de nuvarande resultaten är inte avgörande. Emellertid tros gravitationsstrålning spela en viktig roll för att bromsa rotationshastigheten. Dessutom är röntgenpulsaren IGR J00291+5934 , som roterar med 599 varv per sekund, en främsta kandidat för att upptäcka sådana vågor i framtiden (de flesta röntgenpulsarer roterar med cirka 300 varv per sekund) [18] .