Astronomer opdagede den lyseste radiopulsar uden for vores galakse

Når en stjerne eksploderer og dør i en supernova, får den en slags nyt liv.

Pulsarer er de ekstremt hurtigt roterende objekter, der er tilbage, efter at massive stjerner har opbrugt deres brændstofforsyning. De er ekstremt tætte, med en masse svarende til solen, der er proppet ind i et område på størrelse med en stor by.

Pulsarer udsender stråler af radiobølger fra deres poler. Når disse stråler fejer hen over Jorden, kan vi registrere hurtige impulser så ofte som hundredvis af gange i sekundet. Med denne viden er videnskabsmænd altid på udkig efter nye pulsarer i og uden for vores Mælkevejsgalakse.

I forskning offentliggjort i denne uge i Astrophysical Journal, vi detaljerer vores fund om den mest lysende radiopulsar, der nogensinde er opdaget uden for Mælkevejen.

Denne pulsar, kaldet PSR J0523-7125, er placeret i den store magellanske sky – en af ​​vores nærmeste nabogalakser – og er mere end ti gange lysere end alle andre radiopulsarer uden for Mælkevejen. Det kan være endnu lysere end dem i det.

Hvorfor blev PSR J0523-7125 ikke opdaget før?

Der er mere end 3,300 kendte radiopulsarer. Af disse bor 99 procent i vores galakse. Mange blev opdaget med CSIROs berømte Parkes radioteleskop, Murriyang, i New South Wales.

Omkring 30 radiopulsarer er blevet fundet uden for vores galakse, i de magellanske skyer. Indtil videre kender vi ikke til flere fjerne galakser.

Astronomer søger efter pulsarer ved at lede efter deres karakteristiske gentagne signaler i radioteleskopdata. Dette er en beregningsintensiv opgave. Det virker det meste af tiden, men denne metode kan nogle gange mislykkes, hvis pulsaren er usædvanlig: såsom meget hurtig, meget langsom eller (i dette tilfælde) hvis pulsen er meget bred.

En meget bred puls reducerer signaturen "flimmer" astronomer leder efter, og kan gøre pulsaren sværere at finde. Vi ved nu, at PSR J0523-7125 har en ekstrem bred stråle, og dermed undgik detektion.

Den Store Magellanske Sky er blevet udforsket af Parkes-teleskopet flere gange i løbet af de sidste 50 år, og alligevel var denne pulsar aldrig blevet opdaget. Så hvordan kunne vi finde det?

Et usædvanligt objekt dukker op i ASKAP-data

Pulsarstråler kan være meget cirkulært polariserede, hvilket betyder, at lysbølgernes elektriske felt roterer i en cirkulær bevægelse, når bølgerne bevæger sig igennem plads. Sådanne cirkulært polariserede signaler er meget sjældne og udsendes normalt kun fra objekter med meget stærke magnetfelter, såsom pulsarer eller dværgstjerner.

Vi ønskede at lokalisere usædvanlige pulsarer, som er svære at identificere med traditionelle metoder, så vi satte os for at finde dem ved specifikt at detektere cirkulært polariserede signaler.

Vores øjne kan ikke skelne mellem polariseret og upolariseret lys. Men ASKAP-radioteleskopet, der ejes og drives af Australiens nationale videnskabsagentur CSIRO, har hvad der svarer til polariserede solbriller, der kan genkende cirkulært polariserede begivenheder.

Når man ser på data fra vores ASKAP Variabler og langsomme transienter (VAST) undersøgelse, bemærkede en bachelorstuderende et cirkulært polariseret objekt nær midten af ​​den store magellanske sky. Desuden ændrede dette objekt lysstyrke i løbet af flere måneder: en anden meget usædvanlig egenskab, der gjorde den unik.

Dette var uventet og spændende, da der ikke var nogen kendt pulsar eller dværgstjerne på denne position. Vi regnede med, at objektet måtte være noget nyt. Vi observerede det med mange forskellige teleskoper, ved forskellige bølgelængder, for at prøve at løse mysteriet.

Bortset fra Parkes (Murriyang) teleskopet brugte vi det rumbaserede Neil Gehrels Swift Observatory (for at observere det ved røntgenbølgelængder) og Gemini teleskop i Chile (for at observere det ved infrarøde bølgelængder). Alligevel opdagede vi intet.

Objektet kunne ikke være en stjerne, da stjerner ville være synlige i optisk og infrarødt lys. Det var usandsynligt, at det var en normal pulsar, da pulserne ville være blevet opdaget af Parkes. Selv Gemini-teleskopet gav ikke et svar.

I sidste ende vendte vi os mod det nye, meget følsomme MeerKAT radioteleskop i Sydafrika, ejet og drevet af South African Radio Astronomy Observatory. Observationer med MeerKAT afslørede, at kilden faktisk er en ny pulsar, PSR J0523-7125, der drejer med en hastighed på omkring tre omdrejninger i sekundet.

Nedenfor kan du se MeerKAT-billedet af pulsaren med polariserede "solbriller" på (venstre) og slukket (højre). Hvis du flytter skyderen, vil du bemærke, at PSR J0523-7125 er det eneste lyse objekt, når brillerne er på.

Vores analyse bekræftede også dens placering i den store magellanske sky, omkring 160,000 lysår væk. Vi var overraskede over at finde PSR J0523-7125 er mere end ti gange lysere end alle andre pulsarer i den galakse, og muligvis den klareste pulsar nogensinde fundet.

Hvad nye teleskoper kan

Opdagelsen af ​​PSR J0523-7125 demonstrerer vores evne til at finde "manglende" pulsarer ved hjælp af denne nye teknik.

Ved at kombinere denne metode med ASKAP's og MeerKAT's muligheder burde vi være i stand til at opdage andre typer ekstreme pulsarer, og måske endda andre ukendte objekter, som er svære at forklare.

Ekstreme pulsarer er en af ​​de manglende brikker i det store billede af pulsarbestanden. Vi bliver nødt til at finde flere af dem, før vi virkelig kan forstå pulsarer inden for rammerne af moderne fysik.

Denne opdagelse er kun begyndelsen. ASKAP har nu afsluttet sine pilotundersøgelser og forventes at starte i fuld operationel kapacitet senere på året. Dette vil bane vejen for endnu flere opdagelser, når den globale SKA (kvadratkilometer array) teleskopnetværk begynder at observere i en ikke alt for fjern fremtid.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

Billedkredit: Kunstnerens indtryk af PSR J0523-7125 i den store magellanske sky. Carl Knox, ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav), Forfatter leveret

• Coinsmart. Europas bedste Bitcoin og Crypto Exchange.
• Platoblokkæde. Web3 Metaverse Intelligence. Viden forstærket. FRI ADGANG.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Gratis prøveversion.
• Kilde: https://singularityhub.com/2022/05/05/astronomers-discovered-the-brightest-radio-pulsar-outside-our-galaxy/