Astronomer oppdaget den lyseste radiopulsaren utenfor galaksen vår

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

Pulsarer er de ekstremt raskt roterende objektene som er igjen etter at massive stjerner har brukt opp drivstofftilførselen. De er ekstremt tette, med en masse som ligner på solen, stappet inn i et område på størrelse med en stor by.

Pulsarer sender ut stråler av radiobølger fra polene sine. Når disse strålene sveiper over jorden, kan vi oppdage raske pulser så ofte som hundrevis av ganger per sekund. Med denne kunnskapen er forskere alltid på utkikk etter nye pulsarer innenfor og utenfor Melkeveien vår.

I forskning publisert denne uken i Astrofysisk Journal, vi beskriver funnene våre på den mest lysende radiopulsaren som noen gang er oppdaget utenfor Melkeveien.

Denne pulsaren, kalt PSR J0523-7125, ligger i den store magellanske skyen – en av våre nærmeste nabogalakser – og er mer enn ti ganger lysere enn alle andre radiopulsarer utenfor Melkeveien. Det kan være enda lysere enn de som er i det.

Hvorfor ble ikke PSR J0523-7125 oppdaget før?

Det er mer enn 3,300 radiopulsarer kjent. Av disse er 99 prosent bosatt i vår galakse. Mange ble oppdaget med CSIROs berømte Parkes-radioteleskop, Murriyang, i New South Wales.

Rundt 30 radiopulsarer er funnet utenfor galaksen vår, i de magellanske skyene. Så langt vet vi ikke om flere fjerne galakser.

Astronomer søker etter pulsarer ved å se etter deres karakteristiske repeterende signaler i radioteleskopdata. Dette er en beregningsintensiv oppgave. Det fungerer mesteparten av tiden, men denne metoden kan noen ganger mislykkes hvis pulsaren er uvanlig: for eksempel veldig rask, veldig sakte eller (i dette tilfellet) hvis pulsen er veldig bred.

En veldig bred puls reduserer signaturen "flimrende" astronomer ser etter, og kan gjøre pulsaren vanskeligere å finne. Vi vet nå at PSR J0523-7125 har en ekstremt bred stråle, og dermed unnslapp deteksjon.

Den store magellanske skyen har blitt utforsket av Parkes-teleskopet flere ganger i løpet av de siste 50 årene, og likevel hadde denne pulsaren aldri blitt oppdaget. Så hvordan kunne vi finne det?

Et uvanlig objekt dukker opp i ASKAP-data

Pulsarstråler kan være sterkt sirkulært polarisert, noe som betyr at det elektriske feltet til lysbølger roterer i en sirkulær bevegelse når bølgene beveger seg gjennom plass. Slike sirkulært polariserte signaler er svært sjeldne, og sendes vanligvis bare ut fra objekter med svært sterke magnetiske felt, som pulsarer eller dvergstjerner.

Vi ønsket å finne uvanlige pulsarer som er vanskelige å identifisere med tradisjonelle metoder, så vi satte oss for å finne dem ved å spesifikt oppdage sirkulært polariserte signaler.

Øynene våre kan ikke skille mellom polarisert og upolarisert lys. Men ASKAP-radioteleskopet, eid og drevet av Australias nasjonale vitenskapsbyrå CSIRO, har tilsvarende polariserte solbriller som kan gjenkjenne sirkulært polariserte hendelser.

Når du ser på data fra vår ASKAP Variabler og langsomme transienter (VAST)-undersøkelsen, la en bachelorstudent merke til et sirkulært polarisert objekt nær sentrum av den store magellanske skyen. Dessuten endret dette objektet lysstyrken i løpet av flere måneder: en annen svært uvanlig egenskap som gjorde den unik.

Dette var uventet og spennende, siden det ikke var noen kjent pulsar eller dvergstjerne på denne posisjonen. Vi tenkte at objektet måtte være noe nytt. Vi observerte det med mange forskjellige teleskoper, ved forskjellige bølgelengder, for å prøve å løse mysteriet.

Bortsett fra Parkes (Murriyang)-teleskopet, brukte vi det rombaserte Neil Gehrels Swift Observatory (for å observere det ved røntgenbølgelengder) og Gemini teleskop i Chile (for å observere det ved infrarøde bølgelengder). Likevel oppdaget vi ingenting.

Objektet kunne ikke være en stjerne, da stjerner ville være synlige i optisk og infrarødt lys. Det var usannsynlig å være en normal pulsar, da pulsene ville blitt oppdaget av Parkes. Selv Gemini-teleskopet ga ikke noe svar.

Til slutt henvendte vi oss til det nye, høysensitive MeerKAT radioteleskop i Sør-Afrika, eid og drevet av South African Radio Astronomy Observatory. Observasjoner med MeerKAT avslørte at kilden faktisk er en ny pulsar, PSR J0523-7125, som spinner med en hastighet på omtrent tre rotasjoner per sekund.

Nedenfor kan du se MeerKAT-bildet av pulsaren med polariserte "solbriller" på (venstre) og av (høyre). Hvis du flytter glidebryteren, vil du legge merke til at PSR J0523-7125 er det eneste lyse objektet når brillene er på.

Analysen vår bekreftet også plasseringen i den store magellanske skyen, omtrent 160,000 0523 lysår unna. Vi ble overrasket over å finne at PSR J7125-XNUMX er mer enn ti ganger lysere enn alle andre pulsarer i den galaksen, og muligens den lyseste pulsaren som noen gang er funnet.

Hva nye teleskoper kan gjøre

Oppdagelsen av PSR J0523-7125 demonstrerer vår evne til å finne "manglende" pulsarer ved hjelp av denne nye teknikken.

Ved å kombinere denne metoden med ASKAPs og MeerKATs evner, bør vi være i stand til å oppdage andre typer ekstreme pulsarer, og kanskje til og med andre ukjente objekter som er vanskelig å forklare.

Ekstreme pulsarer er en av de manglende brikkene i det enorme bildet av pulsarbestanden. Vi må finne flere av dem før vi virkelig kan forstå pulsarer innenfor rammen av moderne fysikk.

Denne oppdagelsen er bare begynnelsen. ASKAP har nå avsluttet sine pilotundersøkelser og forventes å starte i full operativ kapasitet senere i år. Dette vil bane vei for enda flere funn, når den globale SKA (kvadratkilometer array) teleskopnettverk begynner å observere i en ikke altfor fjern fremtid.

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Bildekreditt: Kunstnerens inntrykk av PSR J0523-7125 i den store magellanske skyen. Carl Knox, ARC Center of Excellence for gravitasjonsbølgeoppdagelse (OzGrav), Forfatter gitt

• Myntsmart. Europas beste Bitcoin og Crypto Exchange.
• Platoblokkkjede. Web3 Metaverse Intelligence. Kunnskap forsterket. FRI TILGANG.
• CryptoHawk. Altcoin Radar. Gratis prøveperiode.
• Kilde: https://singularityhub.com/2022/05/05/astronomers-discovered-the-brightest-radio-pulsar-outside-our-galaxy/