Milisekundový pulsar ( MSP ) je pulsar s periodou rotace v rozmezí 1 až 10 milisekund . Podobné pulsary byly detekovány v rádiových , rentgenových [1] a gama vlnových délkách elektromagnetického spektra . Teorie původu všech milisekundových pulsarů nebyla plně rozvinuta. Nejběžnější teorie jejich vzniku říká, že takový pulsar zpočátku nerotuje tak rychle, ale postupně se roztáčí v důsledku narůstání hmoty z hvězdy, která s ní tvoří uzavřený binární systém . Z tohoto důvodu jsou pulsary někdy označovány jako " recyklované pulsary " [2] .
Milisekundové pulsary jsou členy nízkohmotných rentgenových dvojhvězd . Rentgenové paprsky v těchto systémech pocházejí z akrečního disku kolem neutronové hvězdy , na který proudí vnější vrstvy doprovodné hvězdy, která přetekla z Rocheova laloku . Přenos momentu hybnosti přes akreční disk by teoreticky mohl zvýšit rychlost otáčení pulsaru na stovky otáček za sekundu. Magnetické pole milisekundových pulsarů je mnohem slabší než u jiných pulsarů, takže ztrácejí rotační energii pomalu a jejich možná životnost je srovnatelná se stářím pozorovatelného vesmíru . To znamená, že milisekundové pulsary jsou velmi vzácné. Jsou charakteristické pro kulové hvězdokupy, kde obyčejná neutronová hvězda může zachytit jinou hvězdu [3] . Milisekundové pulsary jsou staré pulsary, i když ne všechny staré pulsary rotují rychle. Jednotlivé staré pulsary, binární pulsary, stejně jako členové jakýchkoli širokých binárních systémů, se nemohou otáčet a jejich rotace se s časem pouze zpomaluje.
Nedávno se však objevily důkazy, že standardní model evoluce není schopen vysvětlit původ všech milisekundových pulsarů, zejména mladých pulsarů s relativně vysokými magnetickými poli, jako je PSR B1937+21 . Kiziltyan (Kızıltan) a Thorsett (Thorsett) prokázali, že milisekundové pulsary musí vzniknout v důsledku alespoň dvou různých procesů [4] . Povaha druhého procesu však zůstává nejasná [5] .
Mnoho milisekundových pulsarů se nachází v kulových hvězdokupách . To je v souladu s teorií spin-out, protože extrémně vysoká hustota hvězd v těchto kupách naznačuje mnohem vyšší šanci, že pulsar bude mít nebo zachytí obří doprovodnou hvězdu. V současné době je v kulových hvězdokupách známo asi 130 milisekund [6] : Kulová hvězdokupa Terzan 5 obsahuje 33 takových pulsarů, 47 Tucanas - 22, M28 a M15 , každá 8 pulsarů.
Milisekundové pulsary vysílají pulsy s velmi vysokou přesností, lepší než nejlepší atomové hodiny [7] . To z nich dělá velmi citlivé sondy. Například cokoli, co obíhá milisekundové pulsary, způsobuje periodické dopplerovské posuny v jejich pulsech v průběhu času, které pak lze analyzovat, aby se odhalila přítomnost společníka a změřila se dráha a hmotnost objektu s vysokou přesností [8] . Metoda je tak citlivá, že s ní lze detekovat i objekty velikosti asteroidu , pokud se nacházejí na oběžné dráze milisekundového pulsaru. První potvrzená exoplaneta , několik let před prvním objevem exoplanet kolem "normálních" hvězd, byla objevena na oběžné dráze kolem milisekundového pulsaru PSR B1257+12 . Tyto pozemské hmotné planety zůstaly po mnoho let jedinými známými objekty svého druhu mimo naši sluneční soustavu . A jeden z nich (možná i kometa ), s menší hmotností srovnatelnou s hmotností našeho Měsíce , je dodnes nejmenším hmotným objektem známým mimo sluneční soustavu [9] .
V galaxii má nejpřesnější kurz pulsar j1713+0747.
Pulsary j1909+3744, j1918+0642, j0030+0451, j0613-0200, j2317+1439 jsou také velmi přesné. [deset]
První milisekundový pulsar, PSR B1937+21 , objevil v roce 1982 Charles Becker . Pulsar rotoval rychlostí asi 641krát za sekundu a zůstává druhým nejrychleji rotujícím pulsarem v milisekundách z asi 200, které byly od té doby detekovány [11] . PSR J1748-2446ad , objevený v roce 2005 , je nejrychleji rotující pulsar známý od roku 2012 s 716 otáčkami za sekundu [12] [13] .
Současné teorie struktury a evoluce neutronových hvězd předpovídají, že by se pulsary rozpadly, pokud by rotovaly rychlostí ~1500 otáček za minutu nebo více [14] [15] a že nad 1000 otáčkami za minutu by měly ztrácet energii gravitačním zářením rychleji, než získávají akrecí [16]. .
Počátkem roku 2007 však kosmické rentgenové observatoře RXTE a INTEGRAL objevily neutronovou hvězdu XTE J1739-285 , která rotuje rychlostí 1122 otáček za sekundu [17] , nicméně tento výsledek není statisticky významný, s hladinou významnosti pouze 3 sigma . Tento pulsar je tedy zajímavým kandidátem na další pozorování, dosavadní výsledky nejsou průkazné. Předpokládá se však, že gravitační záření hraje důležitou roli při zpomalování rychlosti rotace. Navíc rentgenový pulsar IGR J00291+5934 , který rotuje rychlostí 599 otáček za sekundu, je hlavním kandidátem na detekci takových vln v budoucnu (většina rentgenových pulsarů rotuje rychlostí asi 300 otáček za sekundu) [18] .