Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν το πιο φωτεινό ραδιοπάλσαρ έξω από τον γαλαξία μας

Όταν ένα αστέρι εκρήγνυται και πεθαίνει σε μια σουπερνόβα, αποκτά μια νέα ζωή.

Τα πάλσαρ είναι τα εξαιρετικά γρήγορα περιστρεφόμενα αντικείμενα που απομένουν αφού τα τεράστια αστέρια έχουν εξαντλήσει τα καύσιμα τους. Είναι εξαιρετικά πυκνά, με μάζα παρόμοια με τον ήλιο στριμωγμένη σε μια περιοχή στο μέγεθος μιας μεγάλης πόλης.

Τα πάλσαρ εκπέμπουν δέσμες ραδιοκυμάτων από τους πόλους τους. Καθώς αυτές οι δέσμες σαρώνουν τη Γη, μπορούμε να ανιχνεύσουμε ταχείς παλμούς τόσο συχνά όσο και εκατοντάδες φορές το δευτερόλεπτο. Με αυτή τη γνώση, οι επιστήμονες είναι πάντα σε επιφυλακή για νέα πάλσαρ εντός και εκτός του Γαλαξία μας.

Στην έρευνα δημοσιεύθηκε αυτή την εβδομάδα στο Astrophysical Journal, Αναλύουμε τα ευρήματά μας στο πιο φωτεινό ραδιοπάλσαρ που ανακαλύφθηκε ποτέ έξω από τον Γαλαξία.

Αυτό το πάλσαρ, που ονομάζεται PSR J0523-7125, βρίσκεται στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου—έναν από τους πλησιέστερους γειτονικούς μας γαλαξίες—και είναι πάνω από δέκα φορές φωτεινότερο από όλα τα άλλα ραδιοπάλσαρ εκτός του Γαλαξία. Μπορεί να είναι ακόμα πιο φωτεινό από αυτά που βρίσκονται μέσα του.

Γιατί το PSR J0523-7125 δεν ανακαλύφθηκε πριν;

Υπάρχουν περισσότερα από 3,300 ραδιόφωνα πάλσαρ γνωστά. Από αυτούς, το 99 τοις εκατό κατοικεί στον γαλαξία μας. Πολλοί ανακαλύφθηκαν με το διάσημο ραδιοτηλεσκόπιο Parkes του CSIRO, Murriyang, στη Νέα Νότια Ουαλία.

Περίπου 30 ράδιο πάλσαρ έχουν βρεθεί έξω από τον γαλαξία μας, στα σύννεφα του Μαγγελάνου. Μέχρι στιγμής δεν γνωρίζουμε περισσότερα μακρινούς γαλαξίες.

Οι αστρονόμοι αναζητούν πάλσαρ αναζητώντας τα διακριτικά επαναλαμβανόμενα σήματα τους σε δεδομένα ραδιοτηλεσκοπίου. Αυτή είναι μια υπολογιστικά εντατική εργασία. Λειτουργεί τις περισσότερες φορές, αλλά αυτή η μέθοδος μπορεί μερικές φορές να αποτύχει εάν το πάλσαρ είναι ασυνήθιστο: όπως πολύ γρήγορο, πολύ αργό ή (σε αυτή την περίπτωση) εάν ο παλμός είναι πολύ ευρύς.

Ένας πολύ ευρύς παλμός μειώνει την υπογραφή που αναζητούν οι αστρονόμοι που «τρεμοπαίζουν» και μπορεί να κάνει το πάλσαρ πιο δύσκολο να βρεθεί. Γνωρίζουμε τώρα ότι το PSR J0523-7125 έχει εξαιρετικά ευρεία δέσμη και έτσι διέφυγε τον εντοπισμό.

Το Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου έχει εξερευνηθεί από το τηλεσκόπιο Parkes αρκετές φορές τα τελευταία 50 χρόνια, και όμως αυτό το πάλσαρ δεν είχε εντοπιστεί ποτέ. Πώς μπορέσαμε λοιπόν να το βρούμε;

Ένα ασυνήθιστο αντικείμενο εμφανίζεται στα δεδομένα του ΑΣΚΑΠ

Οι δέσμες pulsar μπορούν να είναι εξαιρετικά κυκλικά πολωμένες, πράγμα που σημαίνει ότι το ηλεκτρικό πεδίο των κυμάτων φωτός περιστρέφεται με κυκλική κίνηση καθώς τα κύματα ταξιδεύουν μέσα χώρος. Τέτοια κυκλικά πολωμένα σήματα είναι πολύ σπάνια και συνήθως εκπέμπονται μόνο από αντικείμενα με πολύ ισχυρά μαγνητικά πεδία, όπως πάλσαρ ή νάνους αστέρες.

Θέλαμε να εντοπίσουμε ασυνήθιστα πάλσαρ που είναι δύσκολο να ταυτιστούν με τις παραδοσιακές μεθόδους, γι' αυτό ξεκινήσαμε να τα βρούμε ανιχνεύοντας συγκεκριμένα κυκλικά πολωμένα σήματα.

Τα μάτια μας δεν μπορούν να διακρίνουν μεταξύ πολωμένου και μη πολωμένου φωτός. Αλλά το ραδιοτηλεσκόπιο ASKAP, που ανήκει και λειτουργεί από τον εθνικό επιστημονικό οργανισμό της Αυστραλίας CSIRO, έχει το ισοδύναμο πολωμένα γυαλιά ηλίου που μπορούν να αναγνωρίσουν κυκλικά πολωμένα γεγονότα.

Όταν εξετάζουμε δεδομένα από τον ΑΣΚΑΠ μας Μεταβλητές και αργά μεταβατικά Έρευνα (VAST), ένας προπτυχιακός φοιτητής παρατήρησε ένα κυκλικό πολωμένο αντικείμενο κοντά στο κέντρο του Μεγάλου Νέφους του Μαγγελάνου. Επιπλέον, αυτό το αντικείμενο άλλαξε τη φωτεινότητα κατά τη διάρκεια αρκετών μηνών: μια άλλη πολύ ασυνήθιστη ιδιότητα που το έκανε μοναδικό.

Αυτό ήταν απροσδόκητο και συναρπαστικό, καθώς δεν υπήρχε κανένα γνωστό πάλσαρ ή νάνος αστέρας σε αυτή τη θέση. Καταλάβαμε ότι το αντικείμενο πρέπει να είναι κάτι νέο. Το παρατηρήσαμε με πολλά διαφορετικά τηλεσκόπια, σε διαφορετικά μήκη κύματος, για να προσπαθήσουμε να λύσουμε το μυστήριο.

Εκτός από το τηλεσκόπιο Parkes (Murriyang), χρησιμοποιήσαμε το διαστημικό τηλεσκόπιο Παρατηρητήριο Neil Gehrels Swift (για να το παρατηρήσουμε σε μήκη κύματος ακτίνων Χ) και το Τηλεσκόπιο Gemini στη Χιλή (για να το παρατηρήσουμε σε υπέρυθρα μήκη κύματος). Ωστόσο, δεν εντοπίσαμε τίποτα.

Το αντικείμενο δεν θα μπορούσε να είναι αστέρι, καθώς τα αστέρια θα ήταν ορατά στο οπτικό και στο υπέρυθρο φως. Ήταν απίθανο να ήταν ένα κανονικό πάλσαρ, καθώς οι παλμοί θα είχαν εντοπιστεί από τον Πάρκες. Ακόμη και το τηλεσκόπιο Gemini δεν έδωσε απάντηση.

Τελικά στραφήκαμε στο νέο, εξαιρετικά ευαίσθητο Ραδιοτηλεσκόπιο MeerKAT στη Νότια Αφρική, που ανήκει και λειτουργεί από το Νοτιοαφρικανικό Ραδιοαστρονομικό Παρατηρητήριο. Οι παρατηρήσεις με το MeerKAT αποκάλυψαν ότι η πηγή είναι πράγματι ένα νέο πάλσαρ, το PSR J0523-7125, που περιστρέφεται με ρυθμό περίπου τριών περιστροφών ανά δευτερόλεπτο.

Παρακάτω μπορείτε να δείτε την εικόνα MeerKAT του πάλσαρ με πολωμένα «γυαλιά ηλίου» (αριστερά) και μακριά (δεξιά). Εάν μετακινήσετε το ρυθμιστικό, θα παρατηρήσετε ότι το PSR J0523-7125 είναι το μόνο φωτεινό αντικείμενο όταν τα γυαλιά είναι ανοιχτά.

Η ανάλυσή μας επιβεβαίωσε επίσης τη θέση του μέσα στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου, περίπου 160,000 έτη φωτός μακριά. Με έκπληξη ανακαλύψαμε ότι το PSR J0523-7125 είναι πάνω από δέκα φορές πιο φωτεινό από όλα τα άλλα πάλσαρ σε αυτόν τον γαλαξία, και πιθανώς το λαμπρότερο πάλσαρ που έχει βρεθεί ποτέ.

Τι μπορούν να κάνουν τα νέα τηλεσκόπια

Η ανακάλυψη του PSR J0523-7125 καταδεικνύει την ικανότητά μας να βρίσκουμε πάλσαρ που λείπουν χρησιμοποιώντας αυτή τη νέα τεχνική.

Συνδυάζοντας αυτή τη μέθοδο με τις δυνατότητες του ASKAP και του MeerKAT, θα πρέπει να είμαστε σε θέση να ανακαλύψουμε άλλους τύπους ακραίων πάλσαρ, και ίσως ακόμη και άλλα άγνωστα αντικείμενα που είναι δύσκολο να εξηγηθούν.

Τα ακραία πάλσαρ είναι ένα από τα κομμάτια που λείπουν στην τεράστια εικόνα του πληθυσμού των πάλσαρ. Θα χρειαστεί να βρούμε περισσότερα από αυτά για να μπορέσουμε να κατανοήσουμε πραγματικά τα πάλσαρ στο πλαίσιο της σύγχρονης φυσικής.

Αυτή η ανακάλυψη είναι μόνο η αρχή. Ο ΑΣΚΑΠ έχει πλέον ολοκληρώσει τις πιλοτικές του έρευνες και αναμένεται να τεθεί σε πλήρη επιχειρησιακή ικανότητα εντός του έτους. Αυτό θα ανοίξει το δρόμο για ακόμη περισσότερες ανακαλύψεις, όταν η παγκόσμια SKA (συστοιχία τετραγωνικών χιλιομέτρων) τηλεσκοπικό δίκτυο αρχίζει να παρατηρεί στο όχι και πολύ μακρινό μέλλον.

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Πίστωση εικόνας: Η εντύπωση του καλλιτέχνη για το PSR J0523-7125 στο Μεγάλο Σύννεφο του Μαγγελάνου. Carl Knox, Κέντρο Αριστείας ARC για την Ανακάλυψη Βαρυτικών Κυμάτων (OzGrav), Συγγραφέας παρέχεται

• Coinsmart. Το καλύτερο ανταλλακτήριο Bitcoin και Crypto στην Ευρώπη.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΠΡΟΣΒΑΣΗ.
• CryptoHawk. Ραντάρ Altcoin. Δωρεάν δοκιμή.
• Πηγή: https://singularityhub.com/2022/05/05/astronomers-discovered-the-brightest-radio-pulsar-outside-our-galaxy/