Οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων γάμμα Fermi βρήκαν ένα εκπληκτικά νέο, ισχυρό και φωτεινό pulsar χιλιοστών του δευτερολέπτου. Αλλά αυτό το νέο αντικείμενο είναι απλώς ένας νεαρός, γεννημένος μόλις πριν από 25 εκατομμύρια χρόνια.
«Είναι λίγο σαν να βρίσκετε τον Justin Bieber όταν νομίζατε ότι ήσασταν σε συναυλία Rolling Stones», δήλωσε η Victoria Kaspi, καθηγήτρια φυσικής, Πανεπιστήμιο McGill στο Μόντρεαλ, κατά τη διάρκεια τηλεδιάσκεψης για δύο νέες ανακαλύψεις που έγιναν με το τηλεσκόπιο Fermi. «Η Fermi έχει αντιπροσωπεύσει ένα τεράστιο άλμα προς τα εμπρός στην εύρεση πραγμάτων που δεν θα μπορούσαν να φανταστούν πριν από 25 χρόνια».
Εκτός από τον πολύ νεαρό και φωτεινό πάλσαρ, οι ερευνητές ανακοίνωσαν ότι έχουν επίσης ανακαλύψει ένα σύνολο εννέα προηγουμένως άγνωστων πάλσαρ ακτίνων γάμμα, ενός νέου τύπου που έχει εξαιρετικά χαμηλή φωτεινότητα. Αυτά αποκαλύφθηκαν με μια νέα τεχνική για την αποτελεσματικότερη διαλογή δεδομένων Fermi.
Το νέο pulsar χιλιοστών του δευτερολέπτου, με το όνομα PSR J1823? 3021A βρέθηκε στο σφαιρικό σύμπλεγμα 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, εκπληκτικά, οι ακτίνες γάμμα προέρχονταν από ένα πολύ ισχυρό pulsar χιλιοστών του δευτερολέπτου.
«Αρχικά σκεφτήκαμε ότι ήταν ίσως εκατό χιλιοστά του δευτερολέπτου, αλλά τώρα βλέπουμε ότι είναι μόνο ένα», δήλωσε ο Paulo Freire, από το Ινστιτούτο Ραδιοαστρονομίας Max Planck στη Βόννη της Γερμανίας, μιλώντας επίσης σε δημοσιογράφους κατά τη διάρκεια της τηλεδιάσκεψης. Ο Freire είναι ο κύριος συγγραφέας σε ένα νέο έγγραφο που δημοσιεύθηκε στο Astrophysical Journal. «Πρέπει να έχει σχηματιστεί πρόσφατα με βάση το πόσο γρήγορα εκπέμπει ενέργεια. Είναι σαν να βρίσκεις ένα μωρό που φωνάζει σε ένα ήσυχο σπίτι συνταξιοδότησης. Αυτή ήταν μια μάλλον εκπληκτική ανακάλυψη για όλους τους εμπλεκόμενους ».
Το pulsar είναι ένας τύπος αστεριού νετρονίων που εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ενέργεια σε περιοδικά διαστήματα, στέλνοντας σήματα σχεδόν σαν έναν φάρο. Πάλσαρ που συνδυάζουν απίστευτη πυκνότητα με ακραία περιστροφή ονομάζονται χιλιοστά του δευτερολέπτου. Αυτά τα pulsars χιλιοστών του δευτερολέπτου είναι ιδιαίτερα συναρπαστικά, καθώς είναι σφαίρες μεγέθους πόλης περίπου μισό εκατομμύριο φορές τη μάζα της Γης, περιστρέφοντας έως και 43.000 περιστροφές ανά λεπτό.
Τα χιλιοστά του δευτερολέπτου πάλσαρ πιστεύεται ότι επιτυγχάνουν τέτοιες ταχύτητες επειδή δεσμεύονται βαρυτικά σε δυαδικά συστήματα με κανονικά αστέρια. Κατά τη διάρκεια ενός μέρους της αστρικής ζωής τους, το αέριο ρέει από το κανονικό αστέρι στο πάλσαρ. Με την πάροδο του χρόνου, η επίδραση αυτού του μειωμένου αερίου σταδιακά περιστρέφει την περιστροφή του pulsar.
Τα εννέα νέα πάλσαρ χαμηλής φωτεινότητας που βρέθηκαν με το Fermi εκπέμπουν λιγότερη ακτινοβολία γάμμα από εκείνα που ήταν προηγουμένως γνωστά και περιστρέφονται μόνο μεταξύ τριών και δώδεκα φορές ανά δευτερόλεπτο. Μόνο ένα από αυτά τα pulsars βρέθηκε αργότερα να εκπέμπει ραδιοκύματα. Χωρίς τη νέα τεχνική, οι αστρονόμοι δεν θα είχαν βρει αυτό το αμυδρά πάλσαρ.
«Χρησιμοποιήσαμε ένα νέο είδος ιεραρχικού αλγορίθμου που αρχικά είχαμε αναπτύξει για την αναζήτηση βαρυτικών κυμάτων, και επιβραβευτήκαμε γρήγορα», δήλωσε ο Bruce Allen, διευθυντής του Max Planck Institute for Gravitational Physics, συν-συγγραφέας του πρόσφατου ανακαλύψεις.
Χρησιμοποιώντας αυτό που ονομάζεται τυφλή αναζήτηση, οι υπολογιστές ελέγχουν πολλούς διαφορετικούς συνδυασμούς θέσης και περιστροφικής συμπεριφοράς, για να δουν αν ταιριάζουν με τις ώρες άφιξης των φωτονίων που χτυπούν το Τηλεσκόπιο Μεγάλης Περιοχής Fermi (LAT) που προέρχεται από την ίδια κατεύθυνση. Η αναζήτηση χρησιμοποίησε τα 8.000 φωτόνια που θεωρήθηκαν πιθανότατα να προέρχονται από ένα πάλσαρ στην αναγνωρισμένη θέση, την οποία είχε συλλέξει το LAT του Fermi κατά τη διάρκεια των τριών ετών σε τροχιά. Όταν οι χρόνοι άφιξης του φωτονίου 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 σαν να κοσκινίζεις ένα σωρό άμμου ψάχνοντας διαμάντια», είπε ο Άλεν, προσθέτοντας ότι η αναζήτηση συνεχίζεται και ελπίζουν να βρουν περισσότερα.
Επιπλέον, είπε ο Allen, οι χρήστες του έργου [προστατευμένο μέσω email] μπορούν πλέον να είναι μέρος αυτής της αναζήτησης, για να βοηθήσουν ειδικά στην αναζήτηση του πρώτου καθαρού χιλιοστό του δευτερολέπτου-πάλσαρ ακτίνων γάμμα. Ο Allen είναι ο διευθυντής αυτού του έργου και είπε ότι αυτή η ανακάλυψη θα ήταν σημαντική συμβολή στην κατανόηση των πάλσαρ.
Η NASA διαθέτει μια νέα διαδραστική δυνατότητα ιστού για το Fermi και τα 100 pulsars που έχει βρει τώρα.
Πηγές: Max Planck Institute, NASA, Περισσότερες πληροφορίες, εικόνες και βίντεο σε αυτήν τη σελίδα της NASA
