Pulsarit ovat mitä jää jäljelle, kun massiivinen tähti käy läpi painovoiman romahtamisen ja räjähtää supernovassa. Nämä jäänteet (tunnetaan myös neutronitähdinä) ovat erittäin tiheitä, ja useita Maan massoja on ahdettu pienen maan kokoiseen tilaan. Niissä on myös voimakkaat magneettikentät, mikä saa ne pyörimään nopeasti ja lähettämään voimakkaita gamma- tai röntgensäteitä – mikä antaa niille majakan ulkonäön.
Joissakin tapauksissa pulsarit pyörivät erityisen nopeasti, ja yhden kierroksen suorittamiseen kuluu vain millisekunteja. Nämä 'millisekunnin pulsarit' ovat edelleen mysteerin lähde tähtitieteilijöille. Ja seurattuaan aikaisempia havaintoja tutkijat käyttivät Low Frequency Array (LOFAR) Alankomaiden radioteleskooppi tunnisti pulsarin (PSR J0952?0607), joka pyörii yli 42 000 kertaa minuutissa, mikä tekee siitä toiseksi nopeimman koskaan löydetyn pulsarin.
Tutkimus, joka kuvaili heidän tuloksiaan, otsikkona ' LOFAR Löytää nopeimmin pyörivän millisekunnin pulsarin galaktisella kentällä ', ilmestyi äskettäinThe Astrophysical Journal Letters. Johti tohtori Cees Bassa, astrofyysikko Utrechtin yliopistosta ja Alankomaiden radioastronomian instituutti (ASTRON), ryhmä suoritti seurantahavaintoja PSR J0952?0607:stä, millisekunnin pulsarista, joka sijaitsee 3 200 - 5 700 valovuoden päässä.
Fermi-gamma-avaruusteleskoopilla tehty gammasädevalon koko taivas. Kiitos: NASA/DOE/kansainvälinen LAT-tiimi
Tämä tutkimus oli osa käynnissä olevaa LOFAR-tutkimusta energialähteistä, jotka NASA oli alun perin tunnistanut Fermi Gamma-avaruusteleskooppi . Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli erottaa Fermin havaitsemat gammasäteilylähteet, jotka saattoivat johtua neutronitähdistä, pulsareista, supernoveista tai mustien aukkojen ympärillä olevista alueista. Kuten NASAn Goddardin avaruuskeskuksen löytöryhmän jäsen Elizabeth Ferrara selitti a NASAn lehdistötiedote :
”Noin kolmasosa Fermin löytämistä gammasäteilylähteistä ei ole havaittu muilla aallonpituuksilla. Monet näistä liittämättömistä lähteistä voivat olla pulsareita, mutta tarvitsemme usein seurantaa radioobservatorioista pulssien havaitsemiseksi ja sen todistamiseksi. Sähkömagneettisen spektrin ääripäissä on todellista synergiaa niiden metsästämisessä.'
Heidän seurantahavainnot osoittivat, että tämä tietty lähde oli pulsari, joka pyörii nopeudella 707 kierrosta (Hz) sekunnissa, mikä toimii 42 000 kierrosta minuutissa. Tämä tekee siitä määritelmän mukaan millisekunnin pulsarin. Tiimi vahvisti myös, että se on noin 1,4 Auringon massaa ja sitä kiertää 6,4 tunnin välein seuralainen tähti, joka on pudonnut alle 0,05 Jupiterin massaksi.
Tämän kevyen kumppanin läsnäolo on lisäosoitus siitä, kuinka tämän pulsarin pyörimisestä tuli niin nopea. Ajan myötä aine olisi riisuttu pois tähdestä ja lisääntynyt vähitellen PSR J0952?0607:ään. Tämä ei vain nostaisi sen pyörimisnopeutta, vaan lisäisi myös suuresti sen sähkömagneettisia päästöjä. Prosessi jatkuu tähän päivään asti, ja tähti pienenee koko ajan pulsarin muuttuessa energisemmäksi.
Taiteilijan näkemys pulsarista, joka imee materiaalia seuratähdestä. Kiitos: NASA
Tämän suhteen luonteesta johtuen (jota voidaan kuvata vain 'kannibalistiseksi'), järjestelmiä, kuten PSR J0952?0607, kutsutaan usein 'mustiksi leskiksi' tai 'punaselkäisiksi' pulsareiksi. Suurin osa näistä järjestelmistä löydettiin seuraamalla Fermi-operaation tunnistamia lähteitä, koska prosessin on tiedetty vapauttavan huomattavan määrän sähkömagneettista säteilyä.
Tämän ennätyspulsarin löytämisen lisäksi LOFAR-löytö voi myös olla osoitus siitä, että universumissamme on uusi ultranopeasti pyörivien pulsareiden populaatio. Kuten tohtori Bassa selitti :
”LOFAR poimi pulsseja J0952:sta noin 135 MHz:n radiotaajuuksilla, mikä on noin 45 prosenttia pienempi kuin perinteisten radiohakujen alhaisimmat taajuudet. Huomasimme, että J0952:lla on jyrkkä radiospektri, mikä tarkoittaa, että sen radiopulssit häviävät erittäin nopeasti korkeammilla taajuuksilla. Olisi ollut haastavaa löytää se ilman LOFARia.
Nopeimmin pyörivä tunnettu pulsari, PSR J1748-2446ad, pyörii vain hieman nopeammin kuin PSR J0952?0607 – saavuttaen lähes 43 000 rpm (eli 716 kierrosta sekunnissa). Mutta jotkut teoreetikot uskovat, että pulsarit voisivat pyöriä jopa 72 000 rpm (melkein kaksi kertaa nopeammin) ennen hajoamista. Tämä pysyy teoriana, koska nopeasti pyöriviä pulsareita on melko vaikea havaita.
Mutta LOFARin kaltaisen instrumentin avulla se voi muuttua. Esimerkiksi sekä PSR J1748-2446ad:lla että PSR J0952?0607:llä osoitettiin olevan jyrkät spektrit – aivan kuten radiogalakseilla ja galakseilla. Aktiiviset galaktiset ytimet . Sama pätee J1552+5437:ään, toiseen millisekunnin pulaariin, jonka LOFAR havaitsi ja joka pyörii nopeudella 25 000 rpm.
Kuten Montrealin McGill-yliopiston tohtoriopiskelija ja tutkimuksen toinen kirjoittaja Ziggy Pleunis totesi, tämä voi olla merkki siitä, että nopeimmin pyörivät pulsarit vain odottavat löytäjäänsä.
'On yhä enemmän todisteita siitä, että nopeimmin pyörivillä pulsarilla on yleensä jyrkimmät spektrit', hän sanoi . 'Koska LOFAR-haut ovat herkempiä näille jyrkän spektrin radiopulsareille, saatamme huomata, että jopa nopeampia pulsareita on itse asiassa olemassa ja ne on jäänyt huomaamatta korkeammilla taajuuksilla tehdyissä tutkimuksissa.'
Kuten monilla muillakin tähtitieteellisen tutkimuksen aloilla, instrumentoinnin ja metodologian parannukset mahdollistavat uusia ja jännittäviä löytöjä. Kuten odotettiin, jotkin löytämämme asiat pakottavat tähtitieteilijät pohtimaan uudelleen enemmän kuin muutamia aiemmin tehtyjä oletuksia tiettyjen ilmiöiden luonteesta ja rajoista.
Muista nauttia tästä NASA-videosta, joka selittää 'mustat leski'-pulsarit ja jatkuvan etsinnän niiden löytämiseksi:
Lisälukemista: NASA , Astrophysical Journal Letters