Η τρέχουσα κατανόηση ενός πάλσαρ. Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ένα πολύ ασυνήθιστο πάλσαρ που φαίνεται να απενεργοποιείται κατά καιρούς. Αυτό το pulsar επιβραδύνει τον ρυθμό περιστροφής του, αλλά αυτή η επιβράδυνση αυξάνεται όταν είναι ενεργή. Αυτός ο μηχανισμός πέδησης σχετίζεται με τις ισχυρές εκπομπές ραδιοφώνου. Κατά τη διάρκεια της ενεργού φάσης, ένας άνεμος σωματιδίων εκτοξεύεται, κλέβει μέρος της περιστροφικής του ενέργειας.
Οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν το ραδιο τηλεσκόπιο Lovell 76 μέτρων στο Παρατηρητήριο Jodrell Bank του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ ανακάλυψαν ένα πολύ παράξενο πάλσαρ που βοηθά στην εξήγηση του τρόπου με τον οποίο τα pulsars λειτουργούν ως «κοσμικά ρολόγια» και επιβεβαιώνει τις θεωρίες που προβλήθηκαν πριν από 37 χρόνια για να εξηγήσουν τον τρόπο με τον οποίο εκπέμπουν τα pulsars οι κανονικές ακτίνες ραδιοκυμάτων τους - θεωρούνται ως ένα από τα δυσκολότερα προβλήματα της αστροφυσικής. Η έρευνά τους, που δημοσιεύθηκε τώρα στο Science Express, αποκαλύπτει ένα πάλσαρ που είναι μόνο "on" για ένα μέρος του χρόνου. Το παράξενο πάλσαρ περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του και επιβραδύνεται κατά 50% πιο γρήγορα όταν είναι «ενεργοποιημένο» σε σύγκριση με το πότε είναι «απενεργοποιημένο».
Τα Πάλσαρ είναι πυκνά αστέρια νετρονίων με μαγνητισμό και γεννιούνται σε μια βίαιη έκρηξη που σηματοδοτεί το θάνατο τεράστιων αστεριών. Δρουν σαν κοσμικοί φάροι καθώς προβάλλουν μια περιστρεφόμενη ακτίνα ραδιοκυμάτων κατά μήκος του γαλαξία. Ο Δρ Μάικλ Κράμερ εξηγεί, «Το Πάλσαρ είναι το όνειρο ενός φυσικού που έγινε πραγματικότητα. Είναι κατασκευασμένα από το πιο ακραίο θέμα που γνωρίζουμε στο Σύμπαν και η εξαιρετικά σταθερή περιστροφή τους τα καθιστά εξαιρετικά ακριβή κοσμικά ρολόγια - αλλά, δυστυχώς, δεν γνωρίζουμε πώς λειτουργούν αυτά τα ρολόγια. Αυτή η ανακάλυψη προχωρεί πολύ προς την επίλυση αυτού του προβλήματος. "
Η τρέχουσα κατανόηση ενός πάλσαρ. Το κεντρικό αστέρι νετρονίων είναι πολύ μαγνητισμένο και εκπέμπει μια ραδιο δέσμη κατά μήκος του μαγνητικού άξονα του, ο οποίος έχει κλίση στον άξονα περιστροφής. Το ισχυρό μαγνητικό πεδίο οδηγεί τελικά στην εξαγωγή σωματιδίων από την επιφάνεια, γεμίζοντας την περιβάλλουσα, τη λεγόμενη μαγνητόσφαιρα με πλάσμα. Το μέγεθος της μαγνητόσφαιρας δίνεται από την απόσταση στην οποία η περιστροφή πλάσματος φτάνει την ταχύτητα του φωτός, τον λεγόμενο κύλινδρο φωτός. Το πλάσμα που δημιουργεί την εκπομπή ραδιοφώνου αφήνει τελικά τον ελαφρύ κύλινδρο ως έναν πάλσαρ άνεμο, ο οποίος παρέχει μια ροπή στο πάλσαρ, συνεισφέροντας περίπου 50% στην παρατηρούμενη επιβράδυνση της περιστροφής.
Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον Δρ Kramer, βρήκε ένα πάλσαρ που είναι περιοδικά ενεργό. Εμφανίζεται ως κανονικό πάλσαρ για περίπου μια εβδομάδα και στη συνέχεια «απενεργοποιείται» για περίπου ένα μήνα πριν εκπέμψει ξανά παλμούς. Το pulsar, που ονομάζεται PSR B1931 + 24, είναι μοναδικό σε αυτήν τη συμπεριφορά και παρέχει στους αστρονόμους την ευκαιρία να συγκρίνουν τις αθόρυβες και ενεργές φάσεις του. Δεδομένου ότι είναι αθόρυβο το μεγαλύτερο μέρος του χρόνου, είναι δύσκολο να εντοπιστεί, υποδηλώνοντας ότι μπορεί να υπάρχουν πολλά άλλα παρόμοια αντικείμενα που, μέχρι στιγμής, διέφυγαν από την ανίχνευση.
Ο καθηγητής Andrew Lyne επισημαίνει ότι, «Μετά την ανακάλυψη των πάλσαρ, οι θεωρητικοί πρότειναν ότι ισχυρά ηλεκτρικά πεδία σχίζουν σωματίδια από την επιφάνεια του αστεριού νετρονίων σε ένα περιβάλλον μαγνητισμένο σύννεφο πλάσματος που ονομάζεται μαγνητόσφαιρα - αλλά, για σχεδόν 40 χρόνια, δεν υπήρχε τρόπος για να ελέγξετε εάν η βασική μας κατανόηση ήταν σωστή.
Οι αστρονόμοι του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ ενθουσιάστηκαν όταν διαπίστωσαν ότι αυτό το pulsar επιβραδύνεται πιο γρήγορα όταν το pulsar είναι ενεργοποιημένο από ό, τι όταν είναι απενεργοποιημένο. Η Δρ Christine Jordan επισημαίνει τη σημασία αυτής της ανακάλυψης, «Μπορούμε να δούμε ξεκάθαρα ότι κάτι χτυπά τα φρένα όταν είναι ενεργοποιημένο το pulsar».
Αυτός ο μηχανισμός θραύσης πρέπει να σχετίζεται με τις εκπομπές ραδιοφώνου και τις διαδικασίες δημιουργίας του και η πρόσθετη επιβράδυνση μπορεί να εξηγηθεί από έναν άνεμο σωματιδίων που αφήνει τη μαγνητόσφαιρα του πάλσαρ και μεταφέρει την περιστροφική ενέργεια. «Ένα τέτοιο φαινόμενο φρεναρίσματος του πάλσαρ ανέμου ήταν αναμενόμενο, αλλά τώρα, τελικά, έχουμε στοιχεία παρατήρησης για αυτό» προσθέτει ο Δρ Duncan Lorimer.
Η ποσότητα πέδησης μπορεί να σχετίζεται με τον αριθμό των φορτίων που εξέρχονται από τη μαγνητόσφαιρα της πάλσαρ. Ο Δρ Kramer εξηγεί την έκπληξή τους όταν διαπιστώθηκε ότι ο προκύπτων αριθμός ήταν εντός του 2% των θεωρητικών προβλέψεων. «Ήμασταν πραγματικά σοκαρισμένοι όταν είδαμε αυτούς τους αριθμούς στις οθόνες μας. Δεδομένης της πολυπλοκότητας του pulsar, δεν περιμέναμε ποτέ πραγματικά ότι η μαγνητοσφαιρική θεωρία θα λειτουργήσει τόσο καλά. "
Ο καθηγητής Lyne συνοψίζει το αποτέλεσμα: «Είναι εκπληκτικό το ότι, μετά από σχεδόν 40 χρόνια, δεν βρήκαμε μόνο ένα νέο, ασυνήθιστο, πνευμονικό φαινόμενο, αλλά και έναν πολύ απροσδόκητο τρόπο επιβεβαίωσης ορισμένων θεμελιωδών θεωριών σχετικά με τη φύση των πάλσαρ».
Αρχική πηγή: Δελτίο Τύπου PPARC
