Astronomer upptäckte den ljusaste radiopulsaren utanför vår Galaxy PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikal sökning. Ai.

Astronomer upptäckte den ljusaste radiopulsaren utanför vår galax

Tidsstämpel: 5 maj 2022 10:00
galax rymdradiopulsarastronomi

När en stjärna exploderar och dör i en supernova får den ett nytt liv.

Pulsarer är de extremt snabbt roterande föremål som blir över efter att massiva stjärnor har tömt sin bränsleförsörjning. De är extremt täta, med en massa som liknar solen inträngd i en region lika stor som en stor stad.

Pulsarer sänder ut strålar av radiovågor från sina poler. När dessa strålar sveper över jorden kan vi upptäcka snabba pulser så ofta som hundratals gånger per sekund. Med denna kunskap är forskare alltid på jakt efter nya pulsarer inom och utanför vår galax Vintergatan.

I forskning publicerades denna vecka i Astrophysical Journal, vi beskriver våra fynd om den mest lysande radiopulsar som någonsin upptäckts utanför Vintergatan.

Denna pulsar, som heter PSR J0523-7125, ligger i det stora magellanska molnet – en av våra närmaste granngalaxer – och är mer än tio gånger ljusare än alla andra radiopulsarer utanför Vintergatan. Det kan vara ännu ljusare än de som finns i det.

Varför upptäcktes inte PSR J0523-7125 tidigare?

Det finns mer än 3,300 99 radiopulsarer kända. Av dessa bor XNUMX procent i vår galax. Många upptäcktes med CSIROs berömda Parkes-radioteleskop, Murriyang, i New South Wales.

Ett 30-tal radiopulsarer har hittats utanför vår galax, i de magellanska molnen. Än så länge känner vi inte till några fler avlägsna galaxer.

Astronomer söker efter pulsarer genom att leta efter deras distinkta repeterande signaler i radioteleskopdata. Detta är en beräkningsintensiv uppgift. Det fungerar för det mesta, men den här metoden kan ibland misslyckas om pulsaren är ovanlig: till exempel mycket snabb, mycket långsam eller (i det här fallet) om pulsen är mycket bred.

En mycket bred puls minskar signaturen som "flimmer" astronomer letar efter och kan göra pulsaren svårare att hitta. Vi vet nu att PSR J0523-7125 har en extremt bred stråle och därmed undgick upptäckt.

Det stora magellanska molnet har utforskats av Parkes-teleskopet flera gånger under de senaste 50 åren, och ändå hade denna pulsar aldrig upptäckts. Så hur kunde vi hitta den?

Ett ovanligt objekt dyker upp i ASKAP-data

Pulsarstrålar kan vara mycket cirkulärt polariserade, vilket innebär att ljusvågornas elektriska fält roterar i en cirkulär rörelse när vågorna färdas genom plats. Sådana cirkulärt polariserade signaler är mycket sällsynta och sänds vanligtvis bara ut från föremål med mycket starka magnetfält, som pulsarer eller dvärgstjärnor.

Vi ville peka ut ovanliga pulsarer som är svåra att identifiera med traditionella metoder, så vi försökte hitta dem genom att specifikt detektera cirkulärt polariserade signaler.

Våra ögon kan inte skilja mellan polariserat och opolariserat ljus. Men radioteleskopet ASKAP, som ägs och drivs av Australiens nationella vetenskapsbyrå CSIRO, har motsvarande polariserade solglasögon som kan känna igen cirkulärt polariserade händelser.

När man tittar på data från vår ASKAP Variabler och långsamma transienter (VAST) undersökning, märkte en student på grundutbildningen ett cirkulärt polariserat föremål nära mitten av det stora magellanska molnet. Dessutom ändrade detta objekt ljusstyrkan under flera månader: en annan mycket ovanlig egenskap som gjorde det unikt.

Detta var oväntat och spännande, eftersom det inte fanns någon känd pulsar eller dvärgstjärna på denna position. Vi tänkte att objektet måste vara något nytt. Vi observerade det med många olika teleskop, vid olika våglängder, för att försöka lösa mysteriet.

Förutom Parkes (Murriyang)-teleskopet använde vi det rymdbaserade Neil Gehrels Swift Observatory (för att observera det vid röntgenvåglängder) och Gemini teleskop i Chile (för att observera det vid infraröda våglängder). Ändå upptäckte vi ingenting.

Objektet kunde inte vara en stjärna, eftersom stjärnor skulle vara synliga i optiskt och infrarött ljus. Det var osannolikt att det var en normal pulsar, eftersom pulserna skulle ha upptäckts av Parkes. Inte ens Gemini-teleskopet gav något svar.

Till slut vände vi oss till det nya, högkänsliga MeerKAT radioteleskop i Sydafrika, som ägs och drivs av South African Radio Astronomy Observatory. Observationer med MeerKAT avslöjade att källan verkligen är en ny pulsar, PSR J0523-7125, som snurrar med en hastighet av cirka tre varv per sekund.

Nedan kan du se MeerKAT-bilden av pulsaren med polariserade "solglasögon" på (vänster) och av (höger). Om du flyttar reglaget kommer du att märka att PSR J0523-7125 är det enda ljusa föremålet när glasögonen är på.

Vår analys bekräftade också dess läge i det stora magellanska molnet, cirka 160,000 0523 ljusår bort. Vi blev förvånade över att finna PSR J7125-XNUMX är mer än tio gånger ljusare än alla andra pulsarer i den galaxen, och möjligen den ljusaste pulsar som någonsin hittats.

Vad nya teleskop kan göra

Upptäckten av PSR J0523-7125 visar vår förmåga att hitta "saknade" pulsarer med denna nya teknik.

Genom att kombinera denna metod med ASKAP:s och MeerKAT:s förmågor borde vi kunna upptäcka andra typer av extrema pulsarer, och kanske till och med andra okända objekt som är svåra att förklara.

Extrema pulsarer är en av de saknade bitarna i den stora bilden av pulsarpopulationen. Vi måste hitta fler av dem innan vi verkligen kan förstå pulsarer inom ramen för modern fysik.

Denna upptäckt är bara början. ASKAP har nu avslutat sina pilotundersökningar och förväntas starta i full operativ kapacitet senare i år. Detta kommer att bana väg för ännu fler upptäckter, när den globala SKA (kvadratkilometer array) teleskopnätverk börjar observera inom en inte alltför avlägsen framtid.

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

Bildkredit: Konstnärens intryck av PSR J0523-7125 i det stora magellanska molnet. Carl Knox, ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav), författaren förutsatt

Tidsstämpel:

Mer från Singularity Hub