Οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων γάμμα Fermi βρήκαν ένα εκπληκτικά νέο, ισχυρό και φωτεινό πάλσαρ χιλιοστού του δευτερολέπτου. Τα τελευταία τρία χρόνια, ο Fermi έχει ανιχνεύσει περισσότερα από 100 πάλσαρ ακτίνων γάμμα και συνήθως οι ηλικίες αυτών των αντικειμένων είναι τουλάχιστον ενός δισεκατομμυρίου ετών. Αλλά αυτό το νέο αντικείμενο είναι απλώς ένα νεαρό παιδί, που γεννήθηκε μόλις πριν από περίπου 25 εκατομμύρια χρόνια.
«Είναι λίγο σαν να βρίσκεις τον Justin Bieber όταν νόμιζες ότι βρισκόσουν σε μια συναυλία των Rolling Stones», είπε η Victoria Kaspi, καθηγήτρια φυσικής στο Πανεπιστήμιο McGill στο Μόντρεαλ, κατά τη διάρκεια μιας τηλεδιάσκεψης για δύο νέες ανακαλύψεις που έγιναν με το τηλεσκόπιο Fermi. «Ο Fermi αντιπροσώπευσε ένα τεράστιο άλμα προς τα εμπρός στην εύρεση πραγμάτων που δεν μπορούσαμε να φανταστούμε πριν από 25 χρόνια».
Εκτός από το πολύ νέο και φωτεινό πάλσαρ, οι ερευνητές ανακοίνωσαν ότι ανακάλυψαν επίσης ένα σύνολο εννέα άγνωστων μέχρι τώρα πάλσαρ ακτίνων γάμμα, ενός νέου τύπου που έχουν εξαιρετικά χαμηλή φωτεινότητα. Αυτά αποκαλύφθηκαν με μια νέα τεχνική για πιο αποτελεσματικό κοσκίνισμα των δεδομένων Fermi.
Το νεαρό πάλσαρ χιλιοστού του δευτερολέπτου, που ονομάζεται PSR J1823?3021A, βρέθηκε μέσα στο σφαιρικό σμήνος NGC 6624, όχι μακριά από το κέντρο του γαλαξία μας. Ο Fermi έχει ανιχνεύσει πάλσαρ σε σφαιρικά σμήνη στο παρελθόν, αλλά συνήθως αυτό που βρίσκει είναι οι συνδυασμένες ακτίνες γάμμα από πολλά αρχαία πάλσαρ μέσα στα σμήνη. Αλλά αυτή τη φορά, παραδόξως, οι ακτίνες γάμμα προήλθαν από ένα μόνο πολύ ισχυρό πάλσαρ χιλιοστού του δευτερολέπτου.
«Στην αρχή πιστεύαμε ότι ήταν ίσως πάλσαρ εκατό χιλιοστών του δευτερολέπτου, αλλά τώρα βλέπουμε ότι είναι μόνο ένα», είπε ο Paulo Freire, από το Ινστιτούτο Max Planck για τη Ραδιοαστρονομία στη Βόννη της Γερμανίας, μιλώντας επίσης σε δημοσιογράφους κατά τη διάρκεια της τηλεδιάσκεψης. Ο Freire είναι ο κύριος συγγραφέας σε μια νέα εργασία που δημοσιεύτηκε στο Astrophysical Journal. «Πρέπει να έχει σχηματιστεί πρόσφατα με βάση το πόσο γρήγορα εκπέμπει ενέργεια. Είναι λίγο σαν να βρίσκεις ένα μωρό που ουρλιάζει σε έναν ήσυχο οίκο ευγηρίας. Αυτή ήταν μια μάλλον εκπληκτική ανακάλυψη για όλους τους εμπλεκόμενους».
Ένα πάλσαρ είναι ένας τύπος αστέρα νετρονίων που εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ενέργεια σε περιοδικά διαστήματα, στέλνοντας σήματα σχεδόν σαν φάρος. Τα πάλσαρ που συνδυάζουν απίστευτη πυκνότητα με ακραία περιστροφή ονομάζονται πάλσαρ χιλιοστών του δευτερολέπτου. Αυτά τα πάλσαρ χιλιοστού του δευτερολέπτου είναι ιδιαίτερα συναρπαστικά, καθώς είναι σφαίρες μεγέθους πόλης περίπου μισών εκατομμυρίων φορές τη μάζα της Γης, που περιστρέφονται με έως και 43.000 στροφές ανά λεπτό.
Τα πάλσαρ χιλιοστού του δευτερολέπτου πιστεύεται ότι επιτυγχάνουν τέτοιες ταχύτητες επειδή είναι βαρυτικά δεσμευμένα σε δυαδικά συστήματα με κανονικά αστέρια. Κατά τη διάρκεια ενός μέρους της αστρικής τους ζωής, αέριο ρέει από το κανονικό αστέρι στο πάλσαρ. Με την πάροδο του χρόνου, η πρόσκρουση αυτού του αερίου που πέφτει περιστρέφει σταδιακά την περιστροφή του πάλσαρ.
Αυτό το διάγραμμα δείχνει τις θέσεις εννέα νέων πάλσαρ (ματζέντα) που ανακάλυψε ο Φέρμι και ενός ασυνήθιστου πάλσαρ χιλιοστού του δευτερολέπτου (πράσινο) που τα δεδομένα του Φέρμι αποκαλύπτουν ότι είναι το νεότερο τέτοιο αντικείμενο που είναι γνωστό. Με αυτή τη νέα παρτίδα ανακαλύψεων, ο Fermi έχει ανιχνεύσει περισσότερα από 100 πάλσαρ σε ακτίνες γάμμα. Πίστωση: Συνεργασία AEI και NASA/DOE/Fermi LAT
Τα εννέα νέα πάλσαρ χαμηλής φωτεινότητας που βρέθηκαν με τον Fermi εκπέμπουν λιγότερη ακτινοβολία γάμμα από εκείνα που ήταν γνωστά προηγουμένως και περιστρέφονται μόνο μεταξύ τρεις και δώδεκα φορές το δευτερόλεπτο. Μόνο ένα από αυτά τα πάλσαρ βρέθηκε αργότερα επίσης να εκπέμπει ραδιοκύματα. Χωρίς τη νέα τεχνική, οι αστρονόμοι δεν θα είχαν βρει αυτά τα αμυδρά πάλσαρ.
«Χρησιμοποιήσαμε ένα νέο είδος ιεραρχικού αλγορίθμου τον οποίο είχαμε αρχικά αναπτύξει για την αναζήτηση βαρυτικών κυμάτων και ανταμειφθήκαμε γρήγορα», δήλωσε ο Bruce Allen, διευθυντής του Ινστιτούτου Max Planck για τη Βαρυτική Φυσική, συν-συγγραφέας στην πρόσφατη ανακαλύψεις.
Χρησιμοποιώντας αυτό που ονομάζεται τυφλή αναζήτηση, οι υπολογιστές ελέγχουν πολλούς διαφορετικούς συνδυασμούς θέσης και περιστροφικής συμπεριφοράς, για να δουν αν ταιριάζουν με τους χρόνους άφιξης φωτονίων που χτυπούν το τηλεσκόπιο Μεγάλης Περιοχής Fermi (LAT) που προέρχονται από την ίδια κατεύθυνση. Η έρευνα χρησιμοποίησε τα 8.000 φωτόνια που θεωρούνταν πιο πιθανό να προέρχονται από ένα πάλσαρ στην αναγνωρισμένη θέση, τα οποία είχε συλλέξει το LAT του Fermi κατά τη διάρκεια των τριών ετών σε τροχιά του. Όταν οι χρόνοι άφιξης φωτονίων ταιριάζουν με την υποτιθέμενη θέση πάλσαρ και το μοντέλο περιστροφής, εμφανίζεται ένα κανονικό μοτίβο κορυφών στις μετρήσεις φωτονίων ακτίνων γάμμα, ως συνάρτηση της περιστροφικής θέσης του πάλσαρ, και ένα νέο πάλσαρ ακτίνων γάμμα έχει ανακαλύφθηκε.
«Είναι λίγο σαν να ψάχνεις για διαμάντια σε ένα σωρό άμμου», είπε ο Άλεν, προσθέτοντας ότι η αναζήτηση συνεχίζεται και ελπίζουν να βρουν περισσότερα.
Επιπλέον, είπε ο Άλεν, οι χρήστες του έργο [email protected] μπορεί τώρα να είναι μέρος αυτής της αναζήτησης, για να βοηθήσει ειδικά στην αναζήτηση του πρώτου καθαρού πάλσαρ ακτίνων γάμμα χιλιοστού του δευτερολέπτου. Ο Άλεν είναι ο διευθυντής αυτού του έργου και είπε ότι αυτή η ανακάλυψη θα ήταν μια σημαντική συμβολή στην κατανόησή μας για τα πάλσαρ.
Η NASA έχει ένα νέα διαδραστική δυνατότητα Ιστού για τον Φέρμι και τα 100 πάλσαρ που έχει βρει τώρα.
Πηγές: Ινστιτούτο Max Planck, NASA , Περισσότερες πληροφορίες, εικόνες και βίντεο στο αυτή η σελίδα της NASA