تشخیص پالس غیرمعمول در آسمان ممکن است یک کلاس کاملاً جدید از شی ستاره ای باشد

تشخیص پالس غیرمعمول در آسمان ممکن است یک کلاس کاملاً جدید از شی ستاره ای باشد

کشف یک ستاره نوترونی که سیگنال‌های رادیویی غیرمعمول از خود ساطع می‌کند، درک ما از این سیستم‌های ستاره‌ای منحصربه‌فرد را بازنویسی می‌کند.

من و همکارانم (MeerTRAP) با رصد منطقه Vela-X 1 کهکشان راه شیری در فاصله ۱۳۰۰ سال نوری از زمین و با استفاده از تلسکوپ رادیویی MeerKAT در آفریقای جنوبی به این کشف دست یافتند. ما یک فلاش یا “پالس” عجیب و غریب را دیدیم که حدود ۳۰۰ میلی ثانیه طول کشید.

 

این فلاش برخی از ویژگی‌های یک ستاره نوترونی رادیویی را داشت. اما این شبیه چیزی نبود که قبلاً دیده بودیم.

با شگفتی، داده‌های قدیمی‌تر منطقه را به امید یافتن پالس‌های مشابه جستجو کردیم. جالب اینجاست که ما تعداد بیشتری از این پالس‌ها را شناسایی کردیم که قبلاً توسط سیستم تشخیص پالس بلادرنگ ما نادیده گرفته شده بودند (از آنجایی که ما معمولاً فقط پالس‌هایی را جستجو می‌کنیم که بین ۲۰ تا ۳۰ میلی‌ثانیه طول می‌کشند).

تجزیه و تحلیل سریع زمان‌ها. رسیدن پالس ها نشان داد که آنها تقریباً هر ۷۶ ثانیه تکرار می شوند – در حالی که چرخه پالس های بیشترین ستاره های نوترونی در عرض چند ثانیه یا حتی میلی ثانیه.

مشاهدات ما نشان داد PSR J0941-4046 برخی از ویژگی‌های یک “تپ اختر” یا حتی یک “مگنتار” را دارد. تپ اخترها بقایای بسیار متراکم ستارگان غول پیکر فروپاشیده هستند که معمولاً امواج رادیویی را از قطب خود ساطع می کنند. .

هنگام چرخش، پالس‌های رادیویی را می‌توان از زمین اندازه‌گیری کرد، کمی شبیه به نحوه چشمک زدن دوره‌ای فانوس دریایی در دوردست.

اما، طولانی‌ترین چرخش شناخته شده است. دوره برای یک تپ اختر قبل از این ۲۳.۵ ثانیه بود – که به این معنی است که ما ممکن است یک کلاس کاملاً جدید از شی رادیویی را پیدا کرده باشیم. یافته های ما امروز در نجوم طبیعت منتشر شده است.

 

یک ناهنجاری در بین ستاره‌های نوترونی وجود دارد؟

از همه داده‌های موجود در MeerTRAP و ThunderKAT در MeerKAT، ما موفق شدیم موقعیت جسم را با دقت عالی مشخص کنیم. پس از این، ما مشاهدات بعدی حساس‌تر خود را برای مطالعه منبع پالس‌ها انجام دادیم.

این شی تازه کشف‌شده با نام PSR J0941-4046، یک ستاره نوترونی کهکشانی با تابش رادیویی عجیب است که بسیار آهسته می‌چرخد. در مقایسه با سایر تپ اخترها نرخ پالس تپ اختر فوق العاده ثابت است و مشاهدات بعدی ما به ما این امکان را می دهد که زمان رسیدن هر پالس را تا ۱۰۰ میلیونیم ثانیه پیش بینی کنیم.

به غیر از ضربان نبض غیرمنتظره، PSR J0941-4046 همچنین منحصر به فرد است زیرا در “قبرستان” ستاره نوترونی قرار دارد. این منطقه ای از فضا است که ما اصلاً انتظار نداریم که هیچ گونه تشعشعات رادیویی را شناسایی کنیم، زیرا تئوری ستارگان نوترونی در اینجا در پایان چرخه زندگی خود هستند و بنابراین فعال نیستند (یا کمتر فعال هستند).

PSR J0941-4046 درک ما از چگونگی تولد ستارگان نوترونی را به چالش می کشد. و تکامل می‌یابد.

همچنین جذاب است زیرا به نظر می‌رسد حداقل هفت شکل پالس کاملاً متفاوت ایجاد می‌کند، در حالی که بیشتر ستاره‌های نوترونی چنین تنوعی را از خود نشان نمی‌دهند. این تنوع در شکل پالس، و همچنین شدت پالس، احتمالاً به مکانیسم انتشار فیزیکی ناشناخته جسم مربوط می شود.

 

یک نوع خاص از پالس، به شدت “شبه دوره ای” را نشان می دهد. ساختاری که نشان می دهد نوعی نوسان باعث انتشار رادیو می شود. این پالس ها ممکن است اطلاعات ارزشمندی در مورد عملکرد داخلی PSR J0941-4046 به ما ارائه دهند.

این پالس های شبه تناوبی شباهت هایی به انفجارهای رادیویی سریع، که انفجارهای کوتاه رادیویی با منشأ ناشناخته هستند. با این حال، هنوز مشخص نیست که آیا PSR J0941-4046 نوع انرژی مشاهده شده در انفجارهای رادیویی سریع را ساطع می کند یا خیر. اگر متوجه شدیم که اینطور است، ممکن است PSR J0941-4046 یک “مگنتار دوره فوق العاده طولانی” باشد.

مگنتارها ستاره های نوترونی با میدان های مغناطیسی بسیار قوی هستند که تنها تعداد انگشت شماری از آنها در بخش رادیویی طیف منتشر می شوند. در حالی که ما هنوز واقعاً یک مگنتار دوره فوق العاده طولانی را شناسایی نکرده ایم، تصور می شود که آنها منبع احتمالی انفجارهای رادیویی سریع هستند.

برخوردهای کوتاه

مشخص نیست که PSR J0941 چقدر طول می کشد. -۴۰۴۶ فعال بوده و در طیف رادیویی منتشر می‌شود، زیرا بررسی‌های رادیویی معمولاً دوره‌هایی به این طولانی را جستجو نمی‌کنند.

ما نمی‌دانیم چه تعداد از این منابع ممکن است در کهکشان وجود داشته باشد. همچنین، ما فقط می‌توانیم تشعشعات رادیویی PSR J0941-4046 را برای ۰.۵ درصد از دوره چرخش آن تشخیص دهیم – بنابراین فقط برای کسری از ثانیه برای ما قابل مشاهده است. خیلی خوش شانس است که در وهله اول توانستیم آن را شناسایی کنیم.

تشخیص منابع مشابه چالش برانگیز است، که به این معنی است که ممکن است جمعیت کشف نشده بزرگتری در انتظار کشف باشد. یافته‌های ما همچنین به احتمال کلاس جدیدی از گذرای رادیویی می‌افزاید: ستاره نوترونی دوره فوق‌العاده طولانی.

جستجوهای آینده برای اجرام مشابه برای درک ما از جمعیت ستاره‌های نوترونی حیاتی خواهد بود. The Conversation

Manisha Caleb، مدرس، دانشگاه سیدنی.

این مقاله از مکالمه تحت مجوز Creative Commons. مقاله اصلی.

 

برچسب‌ها:

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.