Για πρώτη φορά, το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi Gamma-ray της NASA εντόπισε μια νέα ομάδα πάλσαρ χρησιμοποιώντας μόνο τις εκπομπές ακτίνων γάμμα, ελλείψει ραδιοσημάτων που ακτινοβολούν στη Γη. Τα 16 νέα αντικείμενα αναφέρονται στην έκδοση αυτής της εβδομάδας Science Express, σε μια μελέτη που βασίζεται στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στη Σάντα Κρουζ.
Ένα pulsar είναι ένα ταχέως περιστρεφόμενο αστέρι νετρονίων, ο πυκνός πυρήνας που αφήνεται πίσω μετά από μια έκρηξη σουπερνόβα. Τα περισσότερα από τα 1.800 γνωστά pulsars βρέθηκαν μέσω των περιοδικών ραδιοεκπομπών τους.
"Αυτά είναι τα πρώτα pulsars που έχουν ανιχνευθεί μόνο από ακτίνες γάμμα και ήδη έχουμε βρει 16", δήλωσε ο συν-συγγραφέας Robert Johnson, ένας φυσικός του UC Santa Cruz. «Η ύπαρξη μεγάλου πληθυσμού ραδιο-αθόρυβων πάλσαρ είχε υποψιαστεί πριν από αυτό, αλλά μέχρι την έναρξη του Fermi, ήταν γνωστό μόνο ένα ραδιο-αθόρυβο πάλσαρ και εντοπίστηκε για πρώτη φορά σε ακτινογραφίες».
Από τα 16 πάλσαρ ακτίνων γάμμα, τα 13 σχετίζονται με μη αναγνωρισμένες πηγές ακτίνων γάμμα που είχαν εντοπιστεί προηγουμένως από το όργανο EGRET στο Παρατηρητήριο ακτίνων γάμμα Compton. Ο EGRET ανίχνευσε σχεδόν 300 πηγές σημείου ακτίνων γάμμα, αλλά δεν μπόρεσε να ανιχνεύσει παλμούς από αυτές τις πηγές, οι περισσότερες από τις οποίες παρέμειναν άγνωστες, δήλωσε ο Pablo Saz Parkinson, επίσης μεταδιδακτορικός ερευνητής του SCIPP και αντίστοιχος συγγραφέας της εργασίας.
«Ήταν μια μακροχρόνια ερώτηση τι θα μπορούσε να τροφοδοτήσει αυτές τις άγνωστες πηγές και τα νέα αποτελέσματα του Fermi μας λένε ότι πολλά από αυτά είναι pulsars», δήλωσε ο Saz Parkinson. «Αυτά τα ευρήματα μας δίνουν επίσης σημαντικές ενδείξεις για τον μηχανισμό των εκπομπών pulsar».
Ένα πάλσαρ εκπέμπει στενές ακτίνες ραδιοκυμάτων από τους μαγνητικούς πόλους του αστεριού νετρονίων και οι ακτίνες σαρώνουν σαν φάρος φάρου επειδή οι μαγνητικοί πόλοι δεν ευθυγραμμίζονται με τον άξονα περιστροφής του αστεριού. Εάν η ραδιοφωνική ακτίνα χάσει τη Γη, το πάλσαρ δεν μπορεί να ανιχνευθεί με ραδιο τηλεσκόπια. Η ικανότητα του Fermi να ανιχνεύει τόσα πολλά ραδιο-αθόρυβα πάλσαρ ακτίνων γάμμα υποδηλώνει ότι οι ακτίνες γάμμα εκπέμπονται σε μια δέσμη που είναι ευρύτερη και μοιάζει περισσότερο με τον ανεμιστήρα από τη ραδιο δέσμη.
Η ομάδα εντόπισε τα πάλσαρ ακτίνων γάμμα σε δεδομένα από το Τηλεσκόπιο Μεγάλης Περιοχής του Φέρμι (LAT). Ο Marcus Ziegler, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο UC Santa Cruz και αντίστοιχος συγγραφέας της εφημερίδας, δήλωσε ότι η ανίχνευση παλμών ακτίνων γάμμα από μια τυπική πηγή απαιτεί εβδομάδες ή μήνες δεδομένων από το LAT.
«Από το πιο αμυδρά pulsar που μελετήσαμε, το LAT βλέπει μόνο δύο φωτόνια ακτίνων γάμμα την ημέρα», δήλωσε ο Ziegler.
Τα πολύ έντονα μαγνητικά και ηλεκτρικά πεδία ενός πάλσαρ επιταχύνουν τα φορτισμένα σωματίδια σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός και αυτά τα σωματίδια είναι τελικά υπεύθυνα για τις εκπομπές ακτίνων γάμμα.
Επειδή η περιστροφή του αστεριού ενισχύει τις εκπομπές, οι απομονωμένοι πάλσαρ επιβραδύνονται καθώς γερνούν και χάνουν ενέργεια. Αλλά ένα δυαδικό συνοδευτικό αστέρι μπορεί να τροφοδοτήσει υλικό σε ένα πάλσαρ και να το περιστρέψει σε ρυθμό περιστροφής 100 έως 1.000 φορές το δευτερόλεπτο. Αυτά ονομάζονται χιλιοστά του δευτερολέπτου, και οι επιστήμονες του Fermi ανίχνευσαν παλμούς ακτίνων γάμμα από οκτώ χιλιοστά του δευτερολέπτου που είχαν προηγουμένως ανακαλυφθεί σε μήκη ραδιοκυμάτων. Αυτά τα αποτελέσματα αναφέρονται σε μια δεύτερη μελέτη που δημοσιεύθηκε επίσης στην έκδοση 2 Ιουλίου Science Express.
«Ο Fermi έχει πραγματικά πρωτοφανή δύναμη για να ανακαλύψει και να μελετήσει pulsars ακτίνων γάμμα», δήλωσε ο Paul Ray του Naval Research Laboratory στην Ουάσιγκτον. «Από την κατάρρευση του Compton Gamma Ray Observatory πριν από μια δεκαετία, αναρωτηθήκαμε για τη φύση των άγνωστων πηγών ακτίνων γάμμα που ανίχνευσε στον γαλαξία μας. Αυτές οι μελέτες από το Fermi σηκώνουν το πέπλο σε πολλά από αυτά. "
Υπότιτλος κύριας εικόνας: Αυτός ο χάρτης παντός ουρανού δείχνει τις θέσεις 16 νέων πάλσαρ (κίτρινο) και οκτώ χιλιοστών του δευτερολέπτου πάλσαρ (ματζέντα) που μελετήθηκαν χρησιμοποιώντας το LAT του Fermi. Πίστωση: Συνεργασία NASA / DOE / Fermi LAT
Πηγές: Επιστήμη και UC Santa Cruz, μέσω Eurekalert.
