Astronomen entdeckten den hellsten Radiopulsar außerhalb unserer Galaxie

Wenn ein Stern explodiert und in einer Supernova stirbt, nimmt er eine Art neues Leben an.

Pulsare sind die extrem schnell rotierenden Objekte, die übrig bleiben, nachdem massereiche Sterne ihren Treibstoffvorrat erschöpft haben. Sie sind extrem dicht, mit einer sonnenähnlichen Masse, die in einer Region von der Größe Sydneys zusammengepfercht ist.

Pulsare senden Strahlen von Radiowellen von ihren Polen aus. Wenn diese Strahlen über die Erde streichen, können wir schnelle Impulse bis zu Hunderten von Malen pro Sekunde erkennen. Mit diesem Wissen sind Wissenschaftler immer auf der Suche nach neuen Pulsaren innerhalb und außerhalb unserer Milchstraße.

In der Forschung heute im Astrophysical Journal veröffentlichtbeschreiben wir unsere Erkenntnisse über den hellsten Radiopulsar, der jemals außerhalb der Milchstraße entdeckt wurde.

Dieser Pulsar mit dem Namen PSR J0523-7125 befindet sich in der Großen Magellanschen Wolke – einer unserer nächsten Nachbargalaxien – und ist mehr als zehnmal heller als alle anderen Radiopulsare außerhalb der Milchstraße. Es kann sogar noch heller sein als die darin befindlichen.

Quelle: Youtube/NASA.

Warum wurde PSR J0523-7125 nicht schon früher entdeckt?

Es sind mehr als 3.300 Funkpulsare bekannt. Davon befinden sich 99 % in unserer Galaxie. Viele wurden mit dem berühmten Parkes-Radioteleskop von CSIRO entdeckt, Murriyangin New South Wales.

Etwa 30 Radiopulsare wurden außerhalb unserer Galaxie in den Magellanschen Wolken gefunden. Bisher kennen wir keine in weiter entfernten Galaxien.

Astronomen suchen nach Pulsaren, indem sie in Radioteleskopdaten nach ihren charakteristischen sich wiederholenden Signalen suchen. Dies ist eine rechenintensive Aufgabe. Es funktioniert die meiste Zeit, aber diese Methode kann manchmal fehlschlagen, wenn der Pulsar ungewöhnlich ist: z. B. sehr schnell, sehr langsam oder (in diesem Fall) wenn der Puls sehr breit ist.

Ein sehr breiter Puls reduziert das charakteristische „Flimmern“, nach dem Astronomen suchen, und kann das Auffinden des Pulsars erschweren. Wir wissen jetzt, dass PSR J0523-7125 einen extrem breiten Strahl hat und daher der Erkennung entgangen ist.

Die Große Magellansche Wolke wurde in den letzten 50 Jahren mehrmals vom Parkes-Teleskop erforscht, und doch wurde dieser Pulsar noch nie gesichtet. Wie konnten wir es also finden?

In ASKAP-Daten taucht ein ungewöhnliches Objekt auf

Pulsarstrahlen können stark zirkular polarisiert sein, was bedeutet, dass sich das elektrische Feld von Lichtwellen in einer kreisförmigen Bewegung dreht, wenn sich die Wellen durch den Raum bewegen.

Solche zirkular polarisierten Signale sind sehr selten und werden normalerweise nur von Objekten mit sehr starken Magnetfeldern wie Pulsaren oder Zwergsternen emittiert.

Wir wollten ungewöhnliche Pulsare lokalisieren, die mit herkömmlichen Methoden schwer zu identifizieren sind, also machten wir uns daran, sie zu finden, indem wir speziell zirkular polarisierte Signale detektierten.

Unsere Augen können nicht zwischen polarisiertem und unpolarisiertem Licht unterscheiden. Aber das ASKAP-Radioteleskop, das der australischen nationalen Wissenschaftsbehörde CSIRO gehört und von ihr betrieben wird, hat das Äquivalent von polarisierte Sonnenbrille, die zirkular polarisierte Ereignisse erkennen kann.

Beim Betrachten von Daten aus unserem ASKAP Variablen und langsame Transienten (VAST)-Umfrage bemerkte ein Student im Grundstudium ein zirkular polarisiertes Objekt in der Nähe des Zentrums der Großen Magellanschen Wolke. Außerdem veränderte dieses Objekt im Laufe mehrerer Monate seine Helligkeit: eine weitere sehr ungewöhnliche Eigenschaft, die es einzigartig machte.

Das war unerwartet und aufregend, da es an dieser Position keinen bekannten Pulsar oder Zwergstern gab. Wir dachten, das Objekt muss etwas Neues sein. Wir haben es mit vielen verschiedenen Teleskopen bei verschiedenen Wellenlängen beobachtet, um zu versuchen, das Rätsel zu lösen.

Neben dem Parkes-Teleskop (Murriyang) haben wir das Weltraumteleskop verwendet Neil Gehrels Swift-Observatorium (um es bei Röntgenwellenlängen zu beobachten) und die Gemini-Teleskop in Chile (um es bei Infrarotwellenlängen zu beobachten). Aber wir haben nichts festgestellt.

Das Objekt konnte kein Stern sein, da Sterne im optischen und infraroten Licht sichtbar wären. Es war unwahrscheinlich, dass es sich um einen normalen Pulsar handelte, da die Pulse von Parkes entdeckt worden wären. Auch das Gemini-Teleskop lieferte keine Antwort.

Letztlich wandten wir uns dem Neuen, Hochsensiblen zu Radioteleskop MeerKAT in Südafrika, das dem South African Radio Astronomy Observatory gehört und von diesem betrieben wird. Beobachtungen mit MeerKAT zeigten, dass es sich bei der Quelle tatsächlich um einen neuen Pulsar, PSR J0523-7125, handelt, der sich mit einer Geschwindigkeit von etwa drei Umdrehungen pro Sekunde dreht.

Unten sehen Sie das MeerKAT-Bild des Pulsars mit aufgesetzter (links) und ausgeschalteter polarisierter „Sonnenbrille“ (rechts). Wenn Sie den Schieberegler bewegen, werden Sie feststellen, dass PSR J0523-7125 das einzige helle Objekt ist, wenn die Brille aufgesetzt ist.

Unsere Analyse bestätigte auch seine Position innerhalb der Großen Magellanschen Wolke, etwa 160.000 Lichtjahre entfernt. Wir waren überrascht, als wir feststellten, dass PSR J0523-7125 mehr als zehnmal heller ist als alle anderen Pulsare in dieser Galaxie und möglicherweise der hellste Pulsar, der jemals gefunden wurde.

Was neue Teleskope können

Die Entdeckung von PSR J0523-7125 demonstriert unsere Fähigkeit, „fehlende“ Pulsare mit dieser neuen Technik zu finden.

Durch die Kombination dieser Methode mit den Fähigkeiten von ASKAP und MeerKAT sollten wir in der Lage sein, andere Arten extremer Pulsare zu entdecken – und vielleicht sogar andere unbekannte Objekte sind schwer zu erklären.

Extreme Pulsare sind eines der fehlenden Teile im großen Bild der Pulsarpopulation. Wir müssen mehr von ihnen finden, bevor wir Pulsare im Rahmen der modernen Physik wirklich verstehen können.

Diese Entdeckung ist nur der Anfang. ASKAP hat nun seine Pilotuntersuchungen abgeschlossen und soll noch in diesem Jahr die volle Betriebskapazität erreichen. Dies wird den Weg für noch mehr Entdeckungen ebnen, wenn die globale SKA (Quadratkilometer-Array) Teleskopnetzwerk beginnt in nicht allzu ferner Zukunft mit der Beobachtung.

Anerkennung: Wir erkennen die Wajarri Yamatji als die traditionellen Besitzer des Standorts des Murchison Radioastronomy Observatory an, an dem sich ASKAP befindet, und die Wiradjuri als die traditionellen Besitzer des Parkes Observatory.

Dieser Artikel von Yuanming WangDoktorand, Universität Sydney; David KaplanProfessor für Physik, Universität von Wisconsin-Milwaukeeund Tara MurphyProfessor, Universität Sydney wird neu veröffentlicht von Die Unterhaltung unter einer Creative-Commons-Lizenz. Lies das originaler Artikel.


Source: The Next Web by thenextweb.com.

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