Künstlerische Darstellung des Pulsars. (Carl Knox/ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery, OzGrav) Wissenschaftler haben die hellsten entdeckt Drücken Sie jemals außerhalb der Milchstraße beobachtet und enthüllt die wahre Identität eines weit entfernten leuchtenden Objekts, das zuvor fälschlicherweise für eine entfernte Galaxie gehalten wurde.
Pulsare sind unglaublich dichte Neutronensterne, die von ihren Polen Strahlen elektromagnetischer Strahlung aussenden.
Aufgrund der Art und Weise, wie diese Objekte schnell rotieren, erscheinen ihre hochenergetischen Emissionen als kurze, periodische Impulse, wenn man sie von einem anderen Ort im Weltraum aus beobachtet, ähnlich wie ein kosmischer Leuchtturm, den man gelegentlich aus der Ferne erblickt.
Seit ihrer Entdeckung in den 1960er Jahren von der irischen Astrophysikerin Jocelyn Bell, über 2.000 Pulsare wurden entdeckt, aber die überwiegende Mehrheit dieser glänzenden, wirbelnden Objekte befindet sich innerhalb unserer eigenen Galaxie.
Der Pulsar durch polarisiertes Licht gesehen. (Yuanming Wang)
Der neu entdeckte Pulsar – PSR J0523−7125 genannt – stellt die viel seltenere Entdeckung eines extragalaktischen Pulsars dar, der sich weit außerhalb der Grenzen der Milchstraße befindet, in diesem Fall innerhalb der Große Magellansche Wolke .
PSR J0523−7125 wurde von Wissenschaftlern mithilfe des entdeckt Australischer Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP)-Radioteleskop-Array in Australien, und der Fund wurde durch die Untersuchung des Himmels auf polarisierte Pulsaremissionen ermöglicht – eine Technik, die Forscher mit dem astronomischen Äquivalent des Tragens einer polarisierten Sonnenbrille vergleichen.
„Das war eine erstaunliche Überraschung“, erklärt der Astrophysiker Yuanming Wang vom australischen CSIRO, Doktorand an der Universität Sydney und Erstautor einer neuen Studie zum PSR J0523−7125.
„Ich hatte nicht erwartet, einen neuen Pulsar zu finden, geschweige denn den hellsten.“ Aber mit den neuen Teleskopen, zu denen wir jetzt Zugang haben, wie ASKAP und seinen Sonnenbrillen, ist das wirklich möglich.“
Den Forschern zufolge ist PSR J0523−7125 etwa zehnmal leuchtender als alle anderen bisher beobachteten extragalaktischen Pulsare. Warum wurde es also schon früher übersehen?
PSR J0523−7125 wird in nicht polarisierten Daten durch andere Lichtquellen verdeckt. (Yuanming Wang)
Die Antwort hängt davon ab, wie Pulsare erkannt werden. Traditionell suchen Pulsarsuchverfahren nach periodischen Pulsen – dem leuchtturmähnlichen Flackereffekt, wenn der Pulsar Strahlung in kurzen, beobachtbaren Ausbrüchen aussendet.
Aber Astronomen müssen sich anderen Wegen zuwenden, um schwer fassbare Pulsare zu entdecken, deren emittiertes Licht eine weniger vorhersehbare Periodizität oder andere mehrdeutige Eigenschaften aufweist.
„Anormale Pulsare wie Doppelsternsysteme mit kurzer Umlaufperiode oder stark verstreute Objekte sind schwieriger zu erkennen“, so die Forscher schreiben in ihrer neuen Arbeit .
In Fällen wie diesem besteht eine mögliche Problemumgehung darin, nach Anzeichen von zirkular polarisiertem Licht zu suchen, das von den Objekten emittiert wird.
Bisher wurden nur wenige groß angelegte Untersuchungen durchgeführt, die zirkular polarisierte Strahlung erfassen können, eine davon wurde vom ASKAP-Array durchgeführt.
Hier, in einem Umfrageprojekt namens GROSS , Forscher durchsuchten ASKAP-Daten nach variablen und vorübergehenden Quellen lichtemittierender Phänomene. Sie identifizierten PSR J0523−7125 als Pulsar und bestätigten die Entdeckung durch Folgebeobachtungen des Südafrikanisches MeerKAT-Radioteleskop und das CSIROs Parkes-Observatorium in Australien.
Gerichte im ASKAP-Radioteleskop-Array. (Alex Cheney/CSIRO)
„Wir sollten damit rechnen, mit dieser Technik mehr Pulsare zu finden“, erklärt die leitende Autorin und Astrophysikerin Tara Murphy von der Universität Sydney.
„Dies ist das erste Mal, dass wir systematisch und routinemäßig nach der Polarisation eines Pulsars suchen konnten.“
Den Forschern zufolge übertrifft PSR J0523−7125 frühere theoretische Grenzwerte der Leuchtkraft für die zu erwartende Helligkeit von Pulsaren in der Großen Magellanschen Wolke und zeigt, dass ihre Helligkeit mit der Helligkeit von Objekten in der Milchstraße vergleichbar ist.
Während extragalaktische Pulsare immer noch eine relative Seltenheit sind, dürfte unsere Fähigkeit, sie – und andere Arten von Pulsaren, die mit herkömmlichen Methoden schwer zu finden sind – zu entdecken, ab diesem Zeitpunkt dank der zunehmenden Verfügbarkeit groß angelegter Radiokontinuumsuntersuchungen nur noch zunehmen und zukünftige Teleskope, wie zum Beispiel das kommende Quadratkilometer-Array Projekt, das in Südafrika gebaut wird.
„Mit verbesserten Instrumenten im Square Kilometre Array-Zeitalter werden sofort große Sichtfelder und eine hohe Empfindlichkeit noch üblicher sein, was zur Erkennung einer großen Anzahl von Radioquellen am Himmel führen wird.“ erklären die Forscher .
„Verbesserte Radioteleskope der nächsten Generation und eine zunehmende Zahl groß angelegter Multiwellenlängen-Durchmusterungen werden große Datenmengen mit großer Empfindlichkeit und Auflösung liefern und uns eine beispiellose Gelegenheit geben, mehr Pulsare zu identifizieren (sogar für extragalaktische Pulsare weiter als die Magellanschen Wolken). .'
Über die Ergebnisse wird berichtet Das Astronomische Journal .