Η αστρονομία μπορεί να είναι μια δύσκολη επιχείρηση, λόγω των τεράστιων αποστάσεων. Ευτυχώς, οι αστρονόμοι έχουν αναπτύξει πολλά εργαλεία και στρατηγικές με την πάροδο των ετών που τους βοηθούν να μελετήσουν με μεγαλύτερη λεπτομέρεια μακρινά αντικείμενα. Εκτός από τα επίγεια τηλεσκόπια και το διάστημα, υπάρχει επίσης η τεχνική που είναι γνωστή ως βαρυτικός φακός, όπου η βαρύτητα ενός παρεμβαλλόμενου αντικειμένου χρησιμοποιείται για τη μεγέθυνση του φωτός που προέρχεται από ένα πιο μακρινό αντικείμενο.
Πρόσφατα, μια ομάδα Καναδών αστρονόμων χρησιμοποίησε αυτήν την τεχνική για να παρατηρήσει ένα δυαδικό χιλιοστό του δευτερολέπτου πάλσαρ που έκλεισε που βρίσκεται περίπου 6500 έτη φωτός μακριά. Σύμφωνα με μια μελέτη που εκπόνησε η ομάδα, παρατήρησαν δύο έντονες περιοχές ακτινοβολίας γύρω από ένα αστέρι (έναν καφέ νάνο) για τη διεξαγωγή παρατηρήσεων του άλλου αστεριού (ένα πάλσαρ) - το οποίο έτυχε να είναι οι παρατηρήσεις υψηλότερης ανάλυσης στην αστρονομική ιστορία.
Η μελέτη, με τίτλο «Η εκπομπή Pulsar ενισχύθηκε και επιλύθηκε με φακό πλάσματος σε δυαδικό έκλειμμα», εμφανίστηκε πρόσφατα στο περιοδικό Φύση. Η μελέτη διεξήχθη από τον Robert Main, έναν διδακτορικό φοιτητή αστρονομίας στο Dunlap Institute of Astronomy & Astrophysics του Πανεπιστημίου του Τορόντο και περιελάμβανε μέλη από το Καναδικό Ινστιτούτο Θεωρητικής Αστροφυσικής, το Perimeter Institute for Theoretical Physics και το Canadian Institute for Advanced Research.
Το σύστημα που παρατήρησαν είναι γνωστό ως «Black Widow Pulsar», ένα δυαδικό σύστημα που αποτελείται από έναν καφέ νάνο και ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου πάλσαρ σε τροχιά μεταξύ τους. Λόγω της εγγύτητάς τους μεταξύ τους, οι επιστήμονες έχουν αποφασίσει ότι το pulsar εισάγει ενεργά υλικό από τον καφέ νάνο σύντροφό του και τελικά θα το καταναλώσει. Ανακαλύφθηκε το 1988, το όνομα "Black Widow" έχει έκτοτε εφαρμοστεί σε άλλα παρόμοια δυαδικά αρχεία.
Οι παρατηρήσεις που έγιναν από την καναδική ομάδα έγιναν δυνατές χάρη στη σπάνια γεωμετρία και τα χαρακτηριστικά του δυαδικού - συγκεκριμένα, της "αφύπνισης" ή της ουράς αερίου που μοιάζει με κομήτη που εκτείνεται από τον καφέ νάνο έως το πάλσαρ. Όπως εξήγησε ο Robert Main, ο επικεφαλής συγγραφέας της εφημερίδας σε δελτίο τύπου του Dunlap Institute:
«Το αέριο λειτουργεί σαν μεγεθυντικό φακό ακριβώς μπροστά από το pulsar. Βλέπουμε ουσιαστικά το πάλσαρ μέσω ενός φυσικού μεγεθυντικού φακού που μας επιτρέπει περιοδικά να βλέπουμε τις δύο περιοχές ξεχωριστά. "
Όπως όλα τα pulsars, το "Black Widow" είναι ένα ταχέως περιστρεφόμενο αστέρι νετρονίων που περιστρέφεται με ρυθμό πάνω από 600 φορές το δευτερόλεπτο. Καθώς περιστρέφεται, εκπέμπει ακτίνες ακτινοβολίας από τα δύο πολικά σημεία της, τα οποία έχουν αποτέλεσμα στροβοσκοπικού όταν παρατηρούνται από απόσταση. Ο καφέ νάνος, εν τω μεταξύ, είναι περίπου το ένα τρίτο της διαμέτρου του Ήλιου, βρίσκεται περίπου δύο εκατομμύρια χιλιόμετρα από το πάλσαρ και το περιστρέφεται μία φορά κάθε 9 ώρες.
Επειδή είναι τόσο κοντά μεταξύ τους, ο καστανός νάνος κλειδώνεται παλιρροιακά στο πάλσαρ και εκτοξεύεται από ισχυρή ακτινοβολία. Αυτή η έντονη ακτινοβολία θερμαίνει τη μία πλευρά του σχετικά δροσερού καφέ νάνου σε θερμοκρασίες περίπου 6000 ° C (10,832 ° F), την ίδια θερμοκρασία με τον Ήλιο μας. Λόγω της ακτινοβολίας και των αερίων που περνούν μεταξύ τους, οι εκπομπές που προέρχονται από το pulsar αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, γεγονός που τους καθιστά δύσκολο να μελετήσουν.
Ωστόσο, οι αστρονόμοι έχουν καταλάβει εδώ και πολύ καιρό ότι αυτές οι ίδιες περιοχές θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως «διαστρικοί φακοί» που θα μπορούσαν να εντοπίσουν περιοχές εκπομπών παλμών, επιτρέποντας έτσι τη μελέτη τους. Στο παρελθόν, οι αστρονόμοι μπόρεσαν να επιλύσουν οριακά μόνο τα στοιχεία εκπομπών. Αλλά χάρη στις προσπάθειες του Μάιν και των συναδέλφων του, μπόρεσαν να παρατηρήσουν δύο έντονες εκρήξεις ακτινοβολίας που απέχουν 20 χιλιόμετρα.
Εκτός από την άνευ προηγουμένου παρατήρηση υψηλής ανάλυσης, τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης θα μπορούσαν να δώσουν μια εικόνα για τη φύση των μυστηριωδών φαινομένων που είναι γνωστά ως Fast Radio Bursts (FRBs). Όπως εξήγησε ο Main:
«Πολλές παρατηρούμενες ιδιότητες των FRBs θα μπορούσαν να εξηγηθούν εάν ενισχύονται με φακούς πλάσματος. Οι ιδιότητες των ενισχυμένων παλμών που ανιχνεύσαμε στη μελέτη μας δείχνουν μια αξιοσημείωτη ομοιότητα με τις εκρήξεις από το επαναλαμβανόμενο FRB, γεγονός που υποδηλώνει ότι ο επαναλαμβανόμενος FRB μπορεί να είναι φακός από το πλάσμα στον γαλαξία του ξενιστή του. "
Είναι μια συναρπαστική στιγμή για τους αστρονόμους, όπου βελτιωμένα όργανα και μέθοδοι δεν επιτρέπουν μόνο ακριβέστερες παρατηρήσεις, αλλά και παρέχουν δεδομένα που θα μπορούσαν να επιλύσουν μακροχρόνια μυστήρια. Φαίνεται ότι κάθε λίγες μέρες γίνονται συναρπαστικές νέες ανακαλύψεις!
