Die am Himmel entdeckte ungewöhnliche Pulsation könnte eine völlig neue Klasse von Sternobjekten sein

Die Entdeckung eines Neutronensterns, der ungewöhnliche Radiosignale aussendet, verändert unser Verständnis dieser einzigartigen Sternensysteme.

Meine Kollegen und ich (das MeerTRAP-Team) und ich machten diese Entdeckung, als wir die Vela-X 1-Region der Milchstraße etwa 1.300 Lichtjahre von der Erde entfernt mit dem MeerKAT-Radioteleskop in Südafrika beobachteten. Wir haben ein seltsames Flackern oder „Pulsen“ festgestellt, das etwa 300 Millisekunden dauerte.

Der Blitz hatte einige Eigenschaften eines Radioneutronensterns. Aber das war nichts, was wir zuvor gesehen hatten.

Fasziniert durchforsteten wir alte Daten aus der Region in der Hoffnung, ähnliche Pulse zu finden. Interessanterweise haben wir mehr dieser Pulse identifiziert, die das Echtzeit-Pulserkennungssystem übersehen hat (da wir normalerweise nur nach Pulsen suchen, die etwa 20-30 Millisekunden dauern).

Eine schnelle Analyse der Pulsankunftszeiten zeigte, dass sie sich etwa alle 76 Sekunden wiederholen – während die meisten Neutronensternpulse innerhalb weniger Sekunden oder sogar Sekundenbruchteilen umkreisen.

Unsere Beobachtung zeigte, dass PSR J0941-4046 einige Merkmale eines „Pulsars“ oder sogar eines „Magnetsterns“ aufweist. Pulsare sind extrem dichte Überreste kollabierter Riesensterne, die normalerweise Radiowellen von ihren Polen aussenden.

Während es sich dreht, können Funkimpulse von der Erde aus gemessen werden, genau wie Sie ein periodisch blinkendes Leuchtfeuer in der Ferne sehen würden.

Die längste bekannte Rotationsperiode für einen Pulsar davor betrug jedoch 23,5 Sekunden – was bedeutet, dass wir möglicherweise eine völlig neue Klasse von radioemittierenden Objekten gefunden haben. Unsere Ergebnisse wurden heute in veröffentlicht natürliche Astronomie.

Anomalie zwischen Neutronensternen?

Unter Verwendung aller uns zur Verfügung stehenden Daten aus den MeerTRAP- und ThunderKAT-Projekten bei MeerKAT konnten wir den Standort des Objekts mit ausgezeichneter Genauigkeit bestimmen. Als nächstes führten wir empfindlichere Folgebeobachtungen durch, um die Quelle der Impulse zu untersuchen.

Das neu entdeckte Objekt mit der Bezeichnung PSR J0941-4046 ist ein seltsamer galaktischer, Radiosender emittierender Neutronenstern, der im Vergleich zu anderen Pulsaren sehr langsam rotiert. Die Pulsraten sind unglaublich konstant, und unsere Folgebeobachtungen haben es uns ermöglicht, vorherzusagen, wann jeder Puls in 100 Millionstel Sekunden eintreffen wird.

Abgesehen von der unerwarteten Pulsrate ist PSR J0941-4046 auch insofern einzigartig, als es sich auf dem „Friedhof“ des Neutronensterns befindet. Dies ist eine Region des Weltraums, in der wir überhaupt keine Radioemissionen erwarten würden, da angenommen wird, dass sich Neutronensterne hier am Ende ihres Lebenszyklus befinden und daher inaktiv (oder weniger aktiv) sind.

PSR J0941-4046 stellt unser Verständnis davon in Frage, wie Neutronensterne entstehen und sich entwickeln.

Es ist auch bemerkenswert, weil es mindestens sieben verschiedene Formen von Pulsationen zu erzeugen scheint, während die meisten Neutronensterne eine solche Vielfalt nicht aufweisen. Diese Vielfalt der Pulsform sowie der Pulsintensität hängt wahrscheinlich mit dem unbekannten physikalischen Emissionsmechanismus des Organismus zusammen.

Ein bestimmter Impulstyp weist eine stark „quasi-periodische“ Struktur auf, was auf die Art der Schwingung hinweist, die die Funkemission antreibt. Diese Impulse können uns wertvolle Informationen über das Innenleben von PSR J0941-4046 liefern.

Diese quasi-periodischen Pulse haben eine gewisse Ähnlichkeit mit unscharfen schnellen Radiobursts, die kurze Radiobursts unbekannter Herkunft sind. Es ist jedoch noch nicht klar, ob PSR J0941-4046 die Art von Energien aussendet, die in schnellen Funkstößen beobachtet werden. Wenn wir feststellen, dass dies der Fall ist, ist es möglich, dass PSR J0941-4046 ein “extrem langer Magnetar” ist.

Magnetare sind Neutronensterne mit sehr starken Magnetfeldern, und nur von wenigen ist bekannt, dass sie im Radiobereich des Spektrums emittieren. Obwohl wir keinen extrem weitreichenden Magnetar identifiziert haben, wird angenommen, dass er eine mögliche Quelle für schnelle Funkstöße ist.

Kurze Treffen

Es ist unklar, wie lange PSR J0941-4046 aktiv war und im Funkspektrum emittiert, da die Funkaufklärung normalerweise nicht lange sucht.

Wir wissen nicht, wie viele dieser Quellen in der Galaxie existieren könnten. Außerdem können wir Radioemissionen von PSR J0941-4046 nur für 0,5 Prozent seiner Rotationsperiode erkennen – also ist es nur für den Bruchteil einer Sekunde für uns sichtbar. Glücklicherweise konnten wir es überhaupt erst erkennen.

Das Auffinden ähnlicher Quellen ist schwierig, was bedeutet, dass es möglicherweise mehr unentdeckte Populationen gibt, die darauf warten, entdeckt zu werden. Unsere Entdeckung trägt auch zur Möglichkeit einer neuen Klasse von Radiofrequenzen bei: der sehr langperiodischen Neutronensterne.

Zukünftige Suchen nach ähnlichen Objekten werden für unser Verständnis der Neutronensternpopulation von entscheidender Bedeutung sein.

Manisha Kalb, Dozentin, University of Sydney.

Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz neu veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.

Leave a Comment