นักดาราศาสตร์ค้นพบพัลซาร์วิทยุที่สว่างที่สุดนอกกาแล็กซีของเรา

เมื่อดาวฤกษ์ระเบิดและตายในซุปเปอร์โนวา มันมีชีวิตใหม่แปลก ๆ

พัลซาร์เป็นวัตถุที่หมุนเร็วมากที่หลงเหลืออยู่หลังจากดาวมวลมากหมดแหล่งเชื้อเพลิงแล้ว พวกมันมีความหนาแน่นสูงมาก โดยมีมวลคล้ายกับดวงอาทิตย์ที่อัดแน่นจนมีขนาดเท่าเมืองใหญ่

พัลซาร์ปล่อยลำแสงคลื่นวิทยุออกจากเสา ในขณะที่ลำแสงเหล่านั้นกวาดไปทั่วพื้นโลก เราสามารถตรวจจับชีพจรอย่างรวดเร็วได้บ่อยถึงหลายร้อยครั้งต่อวินาที ด้วยความรู้นี้ นักวิทยาศาสตร์มักจะมองหาพัลซาร์ใหม่ๆ ทั้งในและนอกดาราจักรทางช้างเผือกของเรา

ในการวิจัย เผยแพร่ในสัปดาห์นี้ใน วารสาร Astrophysical, เราให้รายละเอียดการค้นพบของเราเกี่ยวกับพัลซาร์วิทยุที่ส่องสว่างที่สุดเท่าที่เคยค้นพบนอกทางช้างเผือก

พัลซาร์นี้ชื่อ PSR J0523-7125 ตั้งอยู่ในเมฆแมคเจลแลนใหญ่ หนึ่งในดาราจักรที่อยู่ใกล้เคียงที่สุดของเรา และสว่างกว่าพัลซาร์วิทยุอื่นๆ นอกทางช้างเผือกถึงสิบเท่า มันอาจจะสว่างกว่าสิ่งที่อยู่ภายใน

เหตุใดจึงไม่ค้นพบ PSR J0523-7125 มาก่อน

มีพัลซาร์วิทยุที่รู้จักมากกว่า 3,300 ตัว ในจำนวนนี้ 99 เปอร์เซ็นต์อาศัยอยู่ในกาแลคซีของเรา หลายคนถูกค้นพบด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ Parkes ที่มีชื่อเสียงของ CSIRO มูร์รียังในรัฐนิวเซาท์เวลส์

พบพัลซาร์วิทยุประมาณ 30 ดวงนอกกาแลคซีของเราในเมฆแมเจลแลน จนถึงตอนนี้เราไม่รู้อะไรอีกแล้ว กาแล็กซีอันไกลโพ้น.

นักดาราศาสตร์ค้นหาพัลซาร์โดยมองหาสัญญาณซ้ำที่โดดเด่นในข้อมูลกล้องโทรทรรศน์วิทยุ นี่เป็นงานที่ต้องใช้คอมพิวเตอร์มาก วิธีนี้ได้ผลเกือบตลอดเวลา แต่วิธีนี้บางครั้งอาจล้มเหลวได้หากพัลซาร์ผิดปกติ เช่น เร็วมาก ช้ามาก หรือ (ในกรณีนี้) หากชีพจรกว้างมาก

ชีพจรที่กว้างมากช่วยลดสัญญาณที่นักดาราศาสตร์มองหา "ริบหรี่" ลง และอาจทำให้ค้นหาพัลซาร์ได้ยากขึ้น ตอนนี้เราทราบแล้วว่า PSR J0523-7125 มีลำแสงที่กว้างมาก ดังนั้นจึงไม่สามารถตรวจจับได้

เมฆแมคเจลแลนใหญ่ถูกสำรวจโดยกล้องโทรทรรศน์ Parkes หลายครั้งในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา แต่ทว่าพัลซาร์นี้ยังไม่เคยพบเห็น แล้วเราค้นพบมันได้อย่างไร?

วัตถุที่ผิดปกติปรากฏใน ASKAP Data

ลำแสงพัลซาร์สามารถโพลาไรซ์แบบวงกลมได้สูง ซึ่งหมายความว่าสนามไฟฟ้าของคลื่นแสงจะหมุนเป็นวงกลมในขณะที่คลื่นเคลื่อนที่ผ่าน ช่องว่าง. สัญญาณโพลาไรซ์แบบวงกลมดังกล่าวหาได้ยากมาก และมักจะปล่อยออกมาจากวัตถุที่มีสนามแม่เหล็กแรงมากเท่านั้น เช่น พัลซาร์หรือดาวแคระ

เราต้องการระบุพัลซาร์ที่ผิดปกติซึ่งระบุได้ยากด้วยวิธีการแบบเดิม ดังนั้นเราจึงเริ่มค้นหาพัลซาร์โดยการตรวจจับสัญญาณโพลาไรซ์แบบวงกลมโดยเฉพาะ

ดวงตาของเราไม่สามารถแยกแยะระหว่างแสงโพลาไรซ์และแสงโพลาไรซ์ได้ แต่กล้องโทรทรรศน์วิทยุ ASKAP ซึ่งเป็นเจ้าของและดำเนินการโดย CSIRO หน่วยงานวิทยาศาสตร์แห่งชาติของออสเตรเลีย มีคุณสมบัติเทียบเท่ากับ แว่นกันแดดโพลาไรซ์ที่สามารถรับรู้เหตุการณ์โพลาไรซ์แบบวงกลมได้.

เมื่อดูข้อมูลจาก ASKAP . ของเรา ตัวแปรและทรานเซียนท์ช้า แบบสำรวจ (VAST) นักศึกษาระดับปริญญาตรีสังเกตเห็นวัตถุโพลาไรซ์ทรงกลมที่อยู่ใกล้ศูนย์กลางของเมฆแมคเจลแลนใหญ่ ยิ่งกว่านั้น วัตถุนี้เปลี่ยนความสว่างในช่วงหลายเดือน: อีกคุณสมบัติหนึ่งที่ผิดปกติอย่างมากที่ทำให้มันไม่ซ้ำกัน

นี่เป็นสิ่งที่ไม่คาดคิดและน่าตื่นเต้น เนื่องจากไม่มีพัลซาร์หรือดาวแคระที่ตำแหน่งนี้ เราคิดว่าวัตถุต้องเป็นสิ่งใหม่ เราสังเกตมันด้วยกล้องโทรทรรศน์หลายตัว ที่ความยาวคลื่นต่างกัน เพื่อพยายามไขปริศนานี้

นอกจากกล้องโทรทรรศน์ Parkes (Murriyang) แล้ว เรายังใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศ หอดูดาว Neil Gehrels Swift (สังเกตที่ความยาวคลื่นเอ็กซ์เรย์) และ กล้องโทรทรรศน์ราศีเมถุน ในชิลี (ให้สังเกตที่ความยาวคลื่นอินฟราเรด) แต่เราตรวจพบอะไร

วัตถุไม่สามารถเป็นดาวได้ เนื่องจากดาวจะมองเห็นได้ในแสงออปติคัลและอินฟราเรด ไม่น่าจะใช่พัลซาร์ปกติ เนื่องจากพัลส์จะถูกตรวจพบโดย Parkes แม้แต่กล้องโทรทรรศน์ราศีเมถุนก็ไม่ได้ให้คำตอบ

ในที่สุดเราก็หันไปหาสิ่งใหม่ที่มีความละเอียดอ่อนสูง กล้องโทรทรรศน์วิทยุ MeerKAT ในแอฟริกาใต้ เป็นเจ้าของและดำเนินการโดยหอดูดาวดาราศาสตร์วิทยุแห่งแอฟริกาใต้ การสังเกตด้วย MeerKAT เปิดเผยว่าแหล่งที่มานั้นเป็นพัลซาร์ใหม่ PSR J0523-7125 ซึ่งหมุนด้วยอัตราประมาณสามรอบต่อวินาที

ด้านล่าง คุณจะเห็นภาพ MeerKAT ของพัลซาร์ที่มี “แว่นกันแดด” โพลาไรซ์ที่ (ซ้าย) และปิด (ขวา) หากคุณเลื่อนแถบเลื่อน คุณจะสังเกตเห็นว่า PSR J0523-7125 เป็นวัตถุที่สว่างเพียงอย่างเดียวเมื่อสวมแว่นตา

การวิเคราะห์ของเรายังยืนยันตำแหน่งของมันในเมฆแมคเจลแลนใหญ่ ซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณ 160,000 ปีแสง เราประหลาดใจที่พบว่า PSR J0523-7125 สว่างกว่าพัลซาร์อื่น ๆ ทั้งหมดในกาแลคซีนั้นถึงสิบเท่า และอาจเป็นพัลซาร์ที่สว่างที่สุดเท่าที่เคยพบมา

กล้องโทรทรรศน์ใหม่ทำอะไรได้บ้าง

การค้นพบ PSR J0523-7125 แสดงให้เห็นถึงความสามารถของเราในการค้นหาพัลซาร์ที่ "หายไป" โดยใช้เทคนิคใหม่นี้

เมื่อรวมวิธีการนี้เข้ากับความสามารถของ ASKAP และ MeerKAT เราควรจะสามารถค้นพบพัลซาร์สุดขั้วประเภทอื่นๆ และอาจรวมถึงวัตถุที่ไม่รู้จักอื่นๆ ที่ ยากจะอธิบาย.

พัลซาร์ที่รุนแรงเป็นหนึ่งในชิ้นส่วนที่หายไปในภาพกว้างใหญ่ของประชากรพัลซาร์ เราต้องค้นหาเพิ่มเติมก่อนที่เราจะสามารถเข้าใจพัลซาร์ได้อย่างแท้จริงภายใต้กรอบของฟิสิกส์สมัยใหม่

การค้นพบนี้เป็นเพียงจุดเริ่มต้น ขณะนี้ ASKAP เสร็จสิ้นการสำรวจนำร่องแล้ว และคาดว่าจะเริ่มดำเนินการเต็มประสิทธิภาพในปลายปีนี้ สิ่งนี้จะปูทางไปสู่การค้นพบมากขึ้นเมื่อโลก SKA (อาร์เรย์ตารางกิโลเมตร) เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์เริ่มสังเกตการณ์ในอนาคตอันใกล้นี้

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

เครดิตภาพ: ความประทับใจของศิลปินเกี่ยวกับ PSR J0523-7125 ในเมฆแมคเจลแลนใหญ่ Carl Knox ศูนย์ความเป็นเลิศของ ARC สำหรับการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วง (OzGrav), ผู้เขียนให้ไว้

• คอยน์สมาร์ท การแลกเปลี่ยน Bitcoin และ Crypto ที่ดีที่สุดในยุโรป
• เพลโตบล็อคเชน Web3 Metaverse ข่าวกรอง ขยายความรู้. เข้าฟรี
• คริปโตฮอว์ก เรดาร์ Altcoin ทดลองฟรี.
• ที่มา: https://singularityhub.com/2022/05/05/astronomers-discovered-the-brightest-radio-pulsar-outside-our-galaxy/