We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Wat is / was die motivering daarvoor om die pulse wat van 'n pulsar ontvang word toe te skryf aan die rotasie van 'n voorwerp (neutronster) en emissie van die magnetiese pole (van die genoemde neutronster), gegewe die feit dat pulse nog nie in verskillende situasies opgelos is nie golflengtes?
Kon die pulse 'n produk van 'n nie-draaiende, maar radiaal-trillende radio-ster wees?
Die sleutel is om die reeks pulserende periodes en hul gedrag te vergelyk met die tipiese dinamiese tydskale van sterre. Pulsarperiodes wissel van net minder as $10^{-3}$ s aan $ sim 10 $ s. En $ dot {P} $ is positief - die tydperke word langer vir die meeste pulse (en almal wat nie in binêre stelsels is nie).
Die dinamiese tydskaal is $ tau simeq (G bar { rho}) ^ {- 1/2} $, waar $ bar { rho} $ is 'n gemiddelde digtheid vir die voorwerp.
Vir 'n ster soos die Son $ bar { rho} sim 10 ^ {3} $ kg / m$^3$ en $ tau sim 1 $ uur.
Vir 'n wit dwergster $ bar { rho} sim 10 ^ {10} $ kg / m$^3$ en $ tau sim 1 $ tweede.
Vir 'n neutronster $ bar { rho} sim 10 ^ {18} $ kg / m$^3$ en $ tau sim 10 ^ {- 4} $ sekondes.
Dit maak nie saak watter meganisme u kies om die pulsêre verskynsel te veroorsaak nie, dit kan nie vinniger gebeur as 'n paar keer hierdie dinamiese tydskaal as dit die hele ster is nie. Dit sluit basies pulsasies van normale sterre en wit dwerge uit omdat hulle nie genoeg pulsasietydperke kon hê om die meeste pulse te verklaar nie.
Vervolgens kan 'n mens binariteit oorweeg, maar weereens is die minimum wenteltydperk, waar die komponente aan mekaar raak, 'n paar keer die dinamiese tydskaal, en 'n soort verskynsel wat binariteit behels, word uitgesluit deur die lang dinamiese tydskale van normale sterre en wit dwerge.
Volgende beskou ons rotasie; Weereens, eenvoudige Newtoniese fisika kan gebruik word om aan te toon dat 'n voorwerp homself sal verskeur as dit vinniger draai as die dinamiese tydskaal, en dit sluit normale sterre en wit dwerge uit.
Ons moet dus eis dat enige voorwerp die pulserende verskynsel veroorsaak, baie dig moet wees. Daarbenewens is daar mikrostruktuur in die pulse wat aandui dat die hele bron wissel op tydskale korter as 'n ms, wat beteken dat die hele uitstralende gebied baie kompakter moet wees as ongeveer 300 km (d.w.s. $ c keer 10 ^ {- 3} $s).
So hoekom 'n roterende neutronster? Ek dink die argument hier is dat as u 'n soort ossillerende beweging sou hê, sou u verwag dat die tydperk stabiel sou wees. Vir 'n soort binêre verskynsel sou u verwag dat die tydperk korter sou word as gevolg van die emissie van swaartekraggolwe. Die rotasie van 'n gemagnetiseerde neutronster en die verlies aan krag deur magnetiese dipoolstraling kan verklaar waarom pulsarperiodes langer word.
Die vergruisde kerne van dooie sterre hou leidrade vir geheimsinnige radioseine
Die NICER-teleskoop van NASA het reuse-radiopulse van die krapnevel opgespoor en kragtiger energieseine gevind as wat ooit verwag is.
Die heelal neurie altyd van energie - ons moet net weet waar en hoe om te kyk. En 'n goed bestudeerde voorwerp het 'n kragtige, raserige geheim vir ons verberg.
Met behulp van 'n teleskoop wat op die Internasionale Ruimtestasie (ISS) gemonteer is, het 'n span sterrekundiges reuse-radiopulse van die neutronster in die hart van die Krapnevel opgespoor. Hulle het ontdek dat dit tien tot honderde keer meer energiek is as wat voorheen geglo is.
Alhoewel die bron van hierdie reuse-radiopulse onbekend is, glo wetenskaplikes nou dat hierdie emissies oor die elektromagnetiese spektrum van radiogolwe tot X-strale strek, wat hul raaisel verdiep.
Die onlangse bevindings word uiteengesit in 'n studie wat op 9 April in die tydskrif gepubliseer is Wetenskap, en kan die raaisel agter vinnige radio-sarsies ontsluit - raaiselagtige radioseine wat uit die diep ruimte kom.
WAT'S NUUT - Van Augustus 2017 tot Augustus 2019 het Teruaki Enoto, 'n navorser by die RIKEN-kluster vir baanbrekersnavorsing in Japan en hoofskrywer van die nuwe studie, die pulsar in die krapnevel intensief bekyk.
'N Pulsar is soos 'n zombiester. Hulle is vinnig-roterende neutronsterre, wat die superdigte oorblyfsels is van 'n massiewe ster wat in 'n supernova ontplof het. Hierdie sterre straal elektromagnetiese straling uit in die vorm van helder, smal radiostrale wat in 'n ronde beweging oor die kosmos vee terwyl die ster self draai.
Hulle neem hul naam aan hul metronoomagtige radiopulse. Pulsars stuur gewoonlik radiogolwe uit, hoewel sommige ook waarneembaar is in sigbare lig, X-strale en gammastrale.
Terwyl die meeste pulse balke uitstraal, het diegene soos die Crab Pulsar ekstra kragtige gebeurtenisse wat reuse radiopulse genoem word. Dit is kortstondige, millisekonde pulse van radiogolwe wat sporadies voorkom. Die nuwe studie het bevind dat hul blote intensiteit 10 tot 100 keer sterker was as wat ons ooit geglo het.
"Van meer as 2800 katalogusse is die Crab-pulser een van slegs enkele wat reuse-radiopulse uitstraal," vertel Enoto Omgekeerde.
Hoe hulle dit gedoen het - Met behulp van NASA se Neutron-ster Interior Composition Explorer (NICER) -teleskoop op die ISS, het die span ondersoek ingestel na geheimsinnige radiopulse wat uit die newel kom.
Hulle het die waarnemings opgevolg via twee radio-teleskope op die grond in Japan, die 34 meter-skottel in die Kashima Space Technology Centre en die 64-meter-skottel in die Japanse lugvaartagentskap Usuda Deep Space Center.
Enoto en sy span het die grootste hoeveelheid gelyktydige röntgen- en radiodata wat nog ooit van 'n pulsar versamel is, versamel.
Die data dui ook daarop dat reuse-radiopulse geproduseer word deur onderliggende prosesse wat lei tot emissies wat oor die elektromagnetiese spektrum strek, wat alle soorte straling insluit, vanaf radiogolwe met lae energie tot dodelike radioaktiewe gammastrale. Vervolgens kyk sterrekundiges in 'n verskeidenheid spektra om vas te stel wat buite ons sigbare omvang gebeur.
HIER IS DIE AGTERGROND - Die krapnevel is 6 500 ligjare weg in die sterrebeeld Taurus. Dit het gevorm uit die nasleep van 'n supernova waarvan die lig die aarde in Julie 1054 CE bereik het.
Die pulser sit in die middel van die newel en draai 30 keer per sekonde.
Die span van Enoto kon aktiwiteit vang oor 3,7 miljoen pulsar-rotasies, wat ongeveer 26.000 reuse-radiopulse in daardie tyd geproduseer het. Wetenskaplikes is egter nog nie seker hoe pulse hierdie reusagtige, groot emissies kan produseer nie.
WAAROM DIT SAAK - Wetenskaplikes glo dat hierdie hoë-energie-uitstoot van pulserende sterre die raaisel agter vinnige radio-sarsies kan ontsluit.
Vinnige radio-uitbarstings is die eerste keer in 2007 bespeur as vreemde ontploffings van radiogolwe wat net enkele millisekondes duur, terwyl hulle meer energie vrystel as wat die son in byna 'n eeu doen.
"Vinnige radio-uitbarstings is een van die gewildste onderwerpe in sterrekunde en almal wil weet wat die oorsprong is van vinnige radio-uitbarstings," sê Enoto.
Wetenskaplikes het jare lank gedebatteer oor die oorsprong van vinnige radio-sarsies en ondersoek of dit geproduseer word deur swart gate, magnetare, polssterre of 'n ander onverklaarbare gebeurtenis te bots.
Hulle is egter steeds nie seker van hul ware bron nie. Maar magnetare - 'n magneties aktiewe soort neutronster - is glo verantwoordelik vir die herhaling van vinnige radiobarstbronne.
Die studie het bevind dat die reuse-radiopulse nie die "regte dinge" het om vinnige radio-sarsies te wees nie, wat dit as die oorsprong uitsluit. Maar deur die newepulse te bestudeer, kan ons dalk verstaan wat in supernovareste-stelsels gebeur, en miskien die oorsprong van albei verskynsels kan naspeur.
Op die polsslag van polsare en poollig
Gekonfronteer met die tragiese verlies van die Arecibo-sterrewag in Puerto Rico en die dikwels buitensporige koste van satellietmissies, is sterrekundiges op soek na slim alternatiewe om steeds fundamentele vrae in die fisika te beantwoord.
Tydens 'n perskonferensie tydens die APS-byeenkoms in 2021 in 2021, sal hulle nuwe taktieke oor beide hemisfere openbaar om swaartekraggolwe en donker materie te verlig.
Skyn die oudste lig in die heelal oor donker materie
Op die Suidpool kan 'n kragtige stel teleskope 'n nuwe funksie toevoeg: bestudering van die aard van donker materie en die geskiedenis van sterre.
Slegs satelliete kan die volle lug opneem, terwyl teleskope op die aarde jare lank baie data op klein kolle kan versamel. Die BICEP / Keck-skikking is ontwerp as die wêreld se sensitiefste detektor vir die polarisasie van medium tot groot lugfunksies. Vanaf Antarktika deursoek die skikking klein dele van die oerknal se nagloed vir oergravitasiegolwe.
Cyndia Yu, 'n gegradueerde student aan die Stanford Universiteit, en die BICEP / Keck-span ondersoek die moontlikheid dat dieselfde teleskope die lengte van hul skanderings kan verhoog - en sodoende baie groter gebiede kan vasvang.
"Ons waardeer meer en meer die belofte om weg te beweeg van die opsporing van uiters flou seine op 'n klein area, om na funksies op 'n groter lugvlek te soek," het Yu gesê.
Die onkonvensionele benadering het vroeë resultate belowend. Yu sal die aanvanklike uitvoering van proefskanderings deel en voorspel hoe sensitief die teleskope sal wees vir teikens, insluitende kandidate vir aksieagtige donker materie en WIMP-vernietigings.
"Satellietmissies is baie skaars en duur, so die kans dat ons meer metings op grondgebaseerde programme kan maak, is baie opwindend," het sy gesê.
Vang die nasleep van supermassiewe swart gate
Op die noordelike halfrond jag galaktore-detektors op swaartekraggolwe van baie lae frekwensie vanaf die grootste swart gate in die heelal.
'N Representatiewe illustrasie van die aarde wat in die ruimtetyd ingebed is (wat vervorm word deur die swaartekraggolwe op die agtergrond) en die effekte daarvan op radiosignale afkomstig van waargenome pulse. Krediet: Tonia Klein / NANOGrav "Op sommige maniere is hierdie skikkings soos die LIGO-detektor," het Megan DeCesar, senior navorsingswetenskaplike aan die George Mason-universiteit, gesê met verwysing na die sterrewag wat die eerste keer swaartekraggolwe van ander soorte kleiner swart gate opgespoor het.
"Terwyl LIGO lasers op Aarde gebruik, gebruik pulsar-tydsberekeninge bestendige pulse van radiogolwe van klein, digte, vinnig draaiende sterre genaamd pulsars wat duisende ligjare van die aarde af geleë is," het sy gesê.
DeCesar en die Noord-Amerikaanse Nanohertz Observatory for Gravitational Waves-samewerking het meer as 'n dosyn jaar pulsar-data ontleed.
Hulle het onlangs 'n sein gerapporteer wat die eerste aanduiding van 'n swaartekraggolfagtergrond kan wees, en wat op grond van vorige data sterker was as wat verwag is. As bevestig word dat dit 'n swaartekraggolfsein is, sou dit die ontdekking van swaartekraggolwe beteken wat geproduseer word uit baie dubbelswartgatstelsels, wat uiteindelik saamsmelt tot nog groter enkele swart gate.
Arecibo het 'n deurslaggewende rol in NANOGrav-waarnemings gespeel. Die ineenstorting daarvan in Desember het die samewerking 'n knou gegee, maar danksy verhoogde waarnemings by Green Bank en ander fasiliteite, is NANOGrav steeds op koers om swaartekraggolwe op te spoor met nog enkele jare se data. DeCesar sal bespreek hoe huidige teleskope in Wes-Virginia, Nieu-Mexiko en British Columbia, en toekomstige sensitiewe radio-skikkings, NANOGrav in staat sal stel om sy wetenskaplike doelwitte met gravitasiegolf te bereik.
Hoe produseer pulse pulse?
Vraag: Hi ! Ek sien hierdie vraag 'n paar jaar gelede op 'n webwerf (Sterrekunde word gebou met & # 8220somes & # 8221, is dit? LOL), maar antwoorde (nie een daarvan nie) bevredig my nuuskierigheid. Die vraag gaan oor Pulsars. As Pulsars neutronsterre (binêre?) Is, hoe produseer hulle 'n groot hoeveelheid eletromagnetiese golwe? Fisika sê vir ons dat dit elektrone nodig is om 'n elektromagnetiese veld te produseer. So, waar is hulle? Ek is 'n Brasiliaan, woon in Suid-Brasilië en ook die afgelope 40 jaar & # 8220Ham & # 8221 Radio, en hoor net hier op & # 8220The Kingdom of My BackYards & # 8221 (LOL) 'n paar Pulsars, met 'n paar Home-Brew-toerusting ( 'n SDR-ontvanger, HB Antenna, et alii). My agtergrond is Fisika en Informatika, so moenie & # 8220; lig & # 8221 op 'n antwoord nie & # 8211 kry vir my 'n paar wiskundige feite, as dit regtig bestaan! Ek kan nie aanvaar dat & # 8220Neutron Stars & # 8221 so neutraal is soos die hele wêreld dink nie, daar is iets & # 8220nuut & # 8221 daar & # 8230 TNX! & # 8212 Silva
Antwoord: My kollegas by die NASA Goddard Space Flight Centre het 'n baie mooi beskrywing van die fisika agter die meganisme wat die gepulseerde emissie produseer wat ons uit pulse waarneem, opgelewer. Sien die Imagine the Universe-beskrywing van pulse vir meer inligting. Vir meer inligting oor die fisika agter die pulserende bestralingsproses, sien die hoofstuk oor Pulsars in Essential Radio Astronomy. Die fisika van pulsars is eintlik redelik basies en kan beskou word as 'n magnetiese dipool waarvan die as verreken is ten opsigte van die spin-as van die pulsar. Terwyl elektrone in die pole van die magnetiese dipool spiraal, gee die straling af, wat van veraf gesien word soos 'n polsslag waarvan die frekwensie gelyk is aan die tol van die pulsar.
Polsslag vanaf 'n polsaar - Sterrekunde
In polsêre sterrekunde is 'n handige hoeveelheid die verspreidingsmaatreël (DM) van 'n pulsar, wat waarnemend manifesteer as 'n verbreding van 'n andersins skerp pols wanneer 'n pulsar oor 'n eindige bandwydte waargeneem word. Tegnies die DM is die & # 8220integreerde kolomdigtheid van vrye elektrone tussen 'n waarnemer en 'n pulsar & # 8221. Dit is miskien makliker om te dink aan die dispersiemaatstaf wat die aantal vrye elektrone tussen ons en die pulsar per eenheid eenheid voorstel. As ons dus 'n lang buis met 'n deursnee-oppervlakte van 1 vierkante cm kon konstrueer en van ons tot by die pulsar strek, DM eweredig sou wees aan die aantal vrye elektrone binne hierdie volume.
Oorsprong van die verspreidingsmaatreël
Aangesien radiogolwe 'n baie lae frekwensie vorm is van lig / elektromagnetiese straling (dws fotone), is dit niks anders as 'n ossillerende elektriese en magnetiese veld nie. In die teenwoordigheid van gelaaide deeltjies, soos protone en elektrone, veroorsaak die elektrostatiese wisselwerking tussen die lig en die gelaaide deeltjies 'n vertraging in die voortplanting van die lig, met die vertraging 'n funksie van die radiofrekwensie en die massas van die gelaaide deeltjies. Meer energieke fotone is geneig om verby die vrye elektrone te druk met min invloed op hul spoed, terwyl laer frekwensie fotone aansienlik vertraag word. Net so reageer elektrone meer as protone op die verbygaande lig as gevolg van hul baie laer massa, en dit veroorsaak groter vertragings in die lig voortplantingstyd. Die vertraging is omgekeerd eweredig aan die massa van die gelaaide deeltjies. Die verspreiding word dus oorheers deur die elektrone wat byna 2000 keer ligter is as protone, en sterrekundiges praat dikwels net oor die vrye elektroninhoud wat verantwoordelik is vir die verspreiding.
Die netto resultaat is dat wanneer die sterrekykers radiopulsars waarneem, die polsslag vertraag word en dat die hoeveelheid vertraging afhang van die radiofrekwensie en die DM & # 8211 sien die bostaande figuur.
Die hoeveelheid verspreiding meet smeer τDM oor 'n eindige bandwydte B MHz teen 'n middelfrekwensie van ν GHz is eweredig aan die DM en gegee deur:
τDM = 8.3 B DM ν -3 μs
Die tydsvertraging t2 & # 8211 t1 tussen twee waarnemingsfrekwensies ν1 en ν2 is:
Om die verspreidingsmaat te bereken deur die tydsvertraging tussen twee frekwensiebande te meet:
Die onsekerheid hierin DM is dan:
σDM = ( σt2 2 + σt1 2 ) 1/2 /(4,15 ms) [( ν1 / GHz) -2 & # 8211 ( ν2 / GHz) -2] -1
en die onsekerheid in 'n aankomstyd a.g.v. DM foute ( σtDM3 ) met 'n waarnemingsfrekwensie v3 gebaseer op twee ander aankomstye t2 en t1 om die DM is:
σtDM3 = [(σt2 2 + σt1 2 ) 1/2 / ( v3 / GHz) 2] [(ν1 / GHz) -2 & # 8211 ( ν2 / GHz) -2] -1
dit moet in kwadratuur bygevoeg word by die onsekerheid in die aankomstyd om die ware fout te verkry.
Verspreidingsmaatreëls kan gebruik word in samewerking met 'n model van die Galaxy se gratis elektrondigtheid as afstandsaanwyser. Dispersiemaatstaf word dikwels in die taamlik eienaardige eenhede van pc cm -3 aangehaal. Dit maak dit maklik om die afstand na 'n gegewe pulsar te bepaal. Deur die gemiddelde elektrondigtheid n te kene in elektrone cm -3, die afstand (D) na die pulsar kan bereken word vanaf die dispersiemaat DM.
Die binêre pulsar PSR J0437-4715 het sy parallaksafstand vanaf pulsar-tydsberekening op 156 stuks bepaal. Die verspreiding van 2.643 pc cm -3 beteken dat die gemiddelde elektrondigtheid tussen die Aarde en die pulsar:
ne = DM / D = 2,643 / 156 = 0,017 elektrone / cm 3
Bestudeer sterrekunde aanlyn aan die Swinburne Universiteit
Alle materiaal is © Swinburne Universiteit van Tegnologie, behalwe waar aangedui.
Reuse radiopulse van pulse is honderd keer meer energiek as wat voorheen geglo is
'N Groep onder leiding van wetenskaplikes van die RIKEN-kluster vir baanbrekersnavorsing, wat gekoördineerde waarnemings van die Crab-pulsar in 'n aantal frekwensies gebruik, het ontdek dat die "reuse-radiopulse" wat dit uitstraal, ook 'n toename in x-straalemissies insluit radio- en sigbare ligvrystellings wat voorheen waargeneem is. Hierdie bevinding, gepubliseer in Wetenskap, impliseer dat hierdie pulse honderde kere meer energiek is as wat voorheen geglo is, en dat dit insigte kan bied in die misterieuse verskynsel van 'vinnige radio-sarsies'. Reuse radiopulse - 'n verskynsel waar uiters kort pulse van radiogolwe van 'n millisekonde uitgestraal word - is waargeneem in samewerking met 'n dosyn pulse in ons Melkweg, maar daar is weinig bekend oor die meganisme wat dit veroorsaak. Daar is voorgestel dat dit ook die oorsprong van 'vinnige radio-sarsies' kan wees - vinnige sarsies radiogolwe wat vermoedelik ontstaan het uit energieke gebeure in die ekstragalaktiese heelal. Om insig in hierdie verskynsels te verkry, het die RIKEN-geleide groep gekoördineerde waarnemings gedoen oor die Crab-pulsar, een van die beroemdste en mees waargenome pulsars. Die ontploffing van hierdie ster in 'n supernova-ontploffing is in 1054 deur Chinese en Japannese waarnemers aanskou en het gelei tot die vorming van die pragtige krapnevel wat vandag nog gesien kan word.
Die groep het begin kyk of daar 'n toename in X-straalemissies is wat verband hou met reuse-radiopulse. Trouens, ondanks talle waarnemings vir 'n paar dekades, kon navorsers tot dusver geen ondubbelsinnige opsporings doen nie. Die waarnemings was gebaseer op 'n gekoördineerde internasionale veldtog van gelyktydige ruimte-gebaseerde röntgen- en grondgebaseerde radiowaarnemings, met die ruimte-gebaseerde waarnemings gedoen met NICER, 'n nuwe instrument aan boord van die Internasionale Ruimtestasie, en die radiowaarnemings gedoen met twee sterrewagte in Japan. Oor 'n tydperk van drie jaar het die groep die veldtog voortgesit en uiteindelik 'n duidelike sein gevind wat 'n vyf-sigma oorskry 'wat dui op 'n verbetering van die X-straalemissies wat verband hou met die toename op die radiogolflengte.
Die verbeterde emissie wat in die X-straalband bespeur is, was soortgelyk aan die wat voorheen in die sigbare band gerapporteer is, maar niks van die ander 2.800 bekende pulse is ooit waargeneem nie. Volgens Teruaki Enoto, die leier van die Extreme Natural Phenomena RIKEN Hakubi Research Ream, "Ons metings impliseer dat hierdie reuse-pulse honderde keer meer energiek is as wat voorheen gedink is."
Nog 'n belangrike effek van die bevinding is dat dit belangrike beperkings plaas op modelle van die misterieuse verskynsel wat bekend staan as 'vinnige radiobarstings'. Daar word geglo dat hierdie verskynsels - geheimsinnige ekstragalaktiese radio-sarsies gedurende 'n millisekonde, gepaard gaan met pulsars, en moontlik jongmense soos die Crab-pulsar. "Die verhouding tussen die twee is egter steeds kontroversieel," sê Enoto, en hierdie bevindings, tesame met die komende ontdekkings rakende vinnige radio-sarsies, sal ons help om die verband tussen hierdie verskynsels te verstaan. "
Hy voeg by: 'Ons resultaat het nie net 'n wye invloed op die pulsar- en FRB-wetenskap nie, maar is ook 'n gepaste nalatenskap vir die Kashima 34-m-teleskoop, wat 'n waardevolle instrument vir die radio-sterrekundegemeenskap was, maar wat in 2019 onherstelbaar deur 'n tifoon beskadig is. "
Die groep het ook wetenskaplikes van die Universiteit van Tokio, Hiroshima Universiteit, die Nasionale Changhua Universiteit van Onderwys, JAXA, NIST en NASA, en 'n aantal ander institute van regoor die wêreld ingesluit.
Vrywaring: AAAS en EurekAlert! is nie verantwoordelik vir die akkuraatheid van nuusberigte wat aan EurekAlert gepos word nie! deur instansies by te dra of vir die gebruik van enige inligting deur die EurekAlert-stelsel.
Wat is 'n pulsar? 'N Volledige gids vir die draai van neutronsterre
Alles wat u moet weet oor pulsars en hoe hierdie draaiende neutronsterre ontdek is.
Hierdie kompetisie is nou gesluit
Gepubliseer: 15 Mei 2020 om 11:52 uur
In Augustus 1967 ontdek die afgestudeerde student Jocelyn Bell (nou Bell Burnell) die eerste pulsar, of 'polsende radioster' aan die Mullard Radio Astronomy Observatory naby Cambridge. Die vonds het haar proefskrifadviseur Antony Hewish 'n aandeel in die Nobelprys vir Fisika in 1974 gegee.
Die bestudering van hierdie vreemde bakens - die oorblyfsels van massiewe sterre wat aan die einde van hul lewens supernova geword het - het nuwe astronomiese verrassings opgelewer.
Wat is 'n pulsar?
Ek maak 'n sfeer so groot soos die Isle of Wight. Dit hou byna 1,5 keer die massa van die son, een lepel weeg maklik vyf miljard ton.
Die ultra-kompakte kosmiese kanonskogel draai 43 000 keer per minuut om sy as - vinniger as u kombuismenger.
Geleë 20 000 ligjare daarvandaan, vou sy gekollimeerde strale radiogolwe deur die Melkweg.
In November 2004 is die vinnige flikkering van hierdie hemelse vuurtoring deur die Kanadese radiosterrekundige Jason Hessels bespeur. PSR J1748-2446ad, soos die voorwerp gedoop is, is steeds die vinnigste bekende millisekonde pulsar.
Wat weet ons van pulse?
Tot op hede is ongeveer 3 000 pulse bekend. Maar om nuwes te ontdek, is nie so eenvoudig soos wat die getal kan voorstel nie.
Hulle is klein en flou, verduidelik die pols sterrekundige Joeri van Leeuwen van ASTRON, die Nederlandse Instituut vir Radiosterrekunde. Boonop word hul pulse deur elektrone in die interstellêre ruimte uitgesmeer.
'N Groot radioteleskoop op sigself is nie voldoende om nuwe pulsars te vind nie. Sterrekundiges het die aantal knellende brute krag van rekenaars nodig om die versamelde data te soek vir die subtiele flikkering.
Op die vraag oor die belangrikste tegnologiese ontwikkeling wat die rykdom aan pulsarontdekkings die afgelope halfeeu moontlik gemaak het, het Van Leeuwen een kernagtige antwoord: 'Rekenaars'.
As die 21ste-eeuse rekenaartegnologie in die laat 1960's beskikbaar was, kon hy destyds feitlik alle huidige kennis opgedoen het.
Pulsar-navorsing gaan immers daaroor om soveel moontlik hemelvuurtorke te vind, en om die aankomstye van hul individuele radiopulse presies te klok.
Dit is hoe Amerikaanse radiosterrekundiges Joe Taylor en Joel Weisberg in die laat 1970's swaartekraggolwe kon opspoor (hoewel indirek).
In 1974 ontdek die afgestudeerde student Russell Hulse van Taylor 'n pulsar in 'n binêre stelsel en noukeurige tydmetings gedurende daaropvolgende jare het aan die lig gebring dat die baan stadig krimp.
Die immer dalende wentelkringe was die gevolg van energie wat meegevoer is deur die ruimtetyd rimpelings voorspel deur Einstein se teorie van algemene relatiwiteit.
Sterrekundiges weet nou van ongeveer 'n dosyn pulse wat 'n ander neutronster wentel (wat wel of nie sigbaar is as die pulse nie). In 2014 het hulle selfs 'n drievoudige stelsel gevind.
Wat kan ons uit pulse leer?
Hierdie natuurlike fisika-laboratoriums maak subtiele toetse van algemene relatiwiteit moontlik. Tot dusver is die ooreenstemming tussen teorie en waarneming volgens Hessels “frustrerend perfek”. Tog kan toekomstige metings klein afwykings openbaar.
Die eerste ontdekking van 'n millisekonde pulsar, in 1982 deur die Berkeley-sterrekundiges Don Backer en Shrinivas Kulkarni, was nog 'n onverwagte deurbraak.
Terwyl hy honderde omwentelings per sekonde draai, word gedink dat die millisekonde-pulsar tot sulke snelhede gespin word deur materie van 'n metgesel te versamel.
Baie millisekonde pulse is egter enkel. "Dit is nog steeds 'n raaisel," sê Hessels. 'Miskien is die metgeselle verdamp.'
Pulsarstudies lewer nie net inligting oor algemene relatiwiteit en sterre-evolusie nie, maar die ondersoek na die ultra-digte en sterk gemagnetiseerde voorwerpe werp ook lig op die fisika van kondensstowwe.
Wie weet, kan die binnekant van 'n pulsar kwarkstof bevat, waarin individuele kwarks nie in kerndeeltjies gebind word nie - iets wat tot dusver nog net in deeltjieversnellers waargeneem is.
Pulsars (en neutronsterre in die algemeen) is ook van groot belang vir hoë-energie-astrofisici wat besig is met kosmiese gammastrale (pulsars is baie uitstralers), gammastralings, vinnige radio-bars en swaartekraggolwe met baie lae frekwensie.
Veronderstel dat 'n rimpeling in die ruimtetyd deur die heelal beweeg, afwisselend om die ruimte self af te pers en te rek.
As die golflengte lank genoeg is - sodat die rek en uitdruk baie stadig plaasvind - moet die effek in die pols-aankomstye van verre pulse moontlik wees.
Die rede: as die ruimte tussen die aarde en die pulsar vergroot, sal die pulse langer neem om by ons radioteleskoop uit te kom. As die ruimte saamtrek, sal die pulse ook 'n bietjie vroeër kom as wat verwag is.
Verrassend genoeg word daar verwag dat sulke uiters lae frekwensie Einstein-golwe sal bestaan. Dit moet gegenereer word deur binêre supermassiewe swart gate in die kern van verre sterrestelsels.
Tot dusver het die soeke na hierdie 'nanohertz-golwe', wat in Australië, Europa en die Verenigde State uitgevoer is, egter leeg opgekom.
Terug in 1967 was die eerste pulsar wat Jocelyn Bell Burnell ontdek het, so geheimsinnig dat sterrekundiges kortliks gedink het dat hulle kunsmatige radioseine van 'n buiteaardse beskawing kon bespeur.
In die dekades sedertdien het die pulserende sterrekunde vinnig ontwikkel van tas in die donker na 'n voorpunt subdissipline van astrofisika, wat nuwe insigte oplewer oor die hoë-energie-heelal wat minstens so opwindend is as 'n telefoonoproep van ET.
In die toekoms kan nuwe soektogte polsars in ander sterrestelsels, buite die Magellaanse wolke, openbaar, dink Bell Burnell. 'Of in 'n intergalaktiese ruimte', sê sy en verwys daarna as 'ontbrekende stukke van die legkaart'.
Hessels verwag dat daar toe al duisende nuwe millisekonde pulse ontdek sou word. "Ekstragalaktiese pulse kan ons ook help om die ruimte tussen sterrestelsels te ondersoek," voeg hy by.
Intussen sien Van Leeuwen uit na 'n nuwe revolusionêre mylpaal: die ontdekking van 'n millisekonde pulser wat om 'n swart gat wentel.
"My hoop is dat so 'n ekstreme stelsel uiteindelik 'n kraak in die algemene relatiwiteit kan openbaar, wat die weg kan lei na die lank gesoekte teorie van kwantumgravitasie."
4 vrae vir Jocelyn Bell Burnell
Wat het jou in radiosterrekunde gebring?
Ek wou 'n sterrekundige word, maar ek was nog altyd sleg om snags wakker te bly, wat optiese sterrekunde uitgesluit het. Ek het geen idee gehad van waarheen dit my sou neem nie. In 1967 was radiosterrekunde 'n baie nuwe en opwindende veld.
Wanneer is die eerste pulsar ontdek?
Waarnemings met die nuwe radioteleskoop by Mullard het einde Julie 1967 begin. Met terugskouing was die polssignaal sigbaar in data wat in Augustus geneem is. Die werklike oomblik van ontdekking was egter die nag van 27/28 November, toe ek die beroemde 'bietjie skroef' gevind het terwyl ek tien meter kaartopnames bestudeer het.
Wat was die belangrikste resultaat gedurende die afgelope 50 jaar?
Ek kies liewer nie een ding nie - daar was baie. Die ontdekking van die pulsar in die krapnevel in 1968, het aan die lig gebring dat pulsars roterende voorwerpe is in plaas van vibreer - dit was baie belangrik. Natuurlik was binêre pulsars en millisekonde pulsars ook deurbraak-ontdekkings.
Het u 'n gunsteling pulsar?
Nee, ek doen dit nie, hoewel PSR B1919 + 21, wat ek in 1967 gevind het, natuurlik baie spesiaal is. [Die kaartopnames van hierdie pulsar pryk op die omslag van die Britse rockgroep Joy Division se debuutalbum uit 1979 Onbekende plesier.]
Govert Schilling is 'n astronomiejoernalis en skrywer van die boekRipples in Ruimtetyd. Hierdie artikel verskyn oorspronklik in die uitgawe van Augustus 2017 vanBBC Sky at Night Magazine.
Polsslag vanaf 'n polsaar - Sterrekunde
Nuwe waarnemings van Suzaku, 'n gesamentlike Japanese Aerospace Exploration Agency (JAXA) en die NASA X-straal-sterrewag, het wetenskaplikes se konvensionele begrip van wit dwerge uitgedaag. Waarnemers het geglo dat wit dwerge inerte sterlyke is wat stadig afkoel en verdwyn, maar die nuwe data vertel 'n heel ander verhaal.
Ten minste een wit dwerg, bekend as AE Aquarii, gee pulse van hoë-energie (harde) X-strale uit terwyl dit op sy as draai. & # 8220 Ons sien gedrag soos die pulsar in die Crab Nebula, maar ons sien dit in 'n wit dwerg, & # 8221 sê Koji Mukai van die NASA Goddard Space Flight Centre in Greenbelt, Md. The Crab Nebula is die verpletterde oorblyfsel van 'n massiewe ster wat sy lewe in 'n supernova-ontploffing beëindig het. & # 8220Dit is die eerste keer dat sulke pulsaragtige gedrag ooit in 'n wit dwerg waargeneem word. & # 8221 Mukai is medeskrywer van 'n referaat wat tydens 'n Suzaku-wetenskapskonferensie in San Diego, Kalifornië, in Desember aangebied is.
Die wit dwerg in die AE Aquarii-stelsel is die eerste ster van sy soort wat bekend is om pulsaragtige pulsasies af te gee wat aangedryf word deur die rotasie en deeltjieversnelling.
Wit dwerge en pulsars verteenwoordig verskillende klasse kompakte voorwerpe wat gebore word in die nasleep van die stereldood. 'N Wit dwerg vorm wanneer 'n ster soortgelyk aan ons son se kernbrandstof op is. Terwyl die buitenste lae die ruimte inbeweeg, trek die kern gravitasie saam in 'n sfeer van ongeveer die grootte van die aarde, maar met ongeveer die massa van ons son. Die wit dwerg begin gloeiend warm van die ster se oorblywende hitte. Maar sonder om kernreaksies te onderhou, koel dit oor miljarde jare stadig af en word dit uiteindelik tot amper onsigbaar as 'n swart dwerg.
'N Pulsar is 'n tipe neutronster, 'n ineengestorte kern van 'n uiters massiewe ster wat in 'n supernova ontplof het. Terwyl wit dwerge volgens aardse standaarde ongelooflik hoë digthede het, is neutronsterre nog digter en druk hulle ongeveer 1,3 sonmassas in 'n stadsgrootte sfeer. Pulsars gee radio- en X-straalpulsasies in vuurtorenagtige balke af.
Die ontdekkingspan, onder leiding van Yukikatsu Terada van die Saitama-universiteit in Japan, het nie verwag dat 'n wit dwerg 'n nabootser sou vind nie. In plaas daarvan het die sterrekundiges gehoop om uit te vind of wit dwerge gelaaide subatomiese deeltjies sou kon versnel tot byna ligsnelheid, wat beteken dat hulle verantwoordelik sou wees vir baie van die kosmiese strale wat deur ons sterrestelsel ruk en af en toe die aarde tref.
Sommige wit dwerge, insluitend AE Aquarii, draai baie vinnig en het magnetiese velde miljoene keer sterker as die aarde s'n. Hierdie eienskappe gee hulle die energie om kosmiese strale te genereer.
'N Kunstenaar beeld die Suzaku X-straal-sterrewag in die aarde om.
Om uit te vind of dit gebeur, het Terada en sy kollegas AE Aquarii met Suzaku in Oktober 2005 en Oktober 2006 geteiken. Die wit dwerg woon in 'n binêre stelsel met 'n normale metgesel. Gas from the star spirals toward the white dwarf and heats up, giving off a glow of low-energy (soft) X-rays. But Suzaku also detected sharp pulses of hard X-rays. After analyzing the data, the team realized that the hard X-ray pulses match the white dwarf’s spin period of once every 33 seconds.
The hard X-ray pulsations are very similar to those of the pulsar in the center of the Crab Nebula. In both objects, the pulses appear to be radiated like a lighthouse beam, and a rotating magnetic field is thought to be controlling the beam. Astronomers think that the extremely powerful magnetic fields are trapping charged particles and then flinging them outward at near-light speed. When the particles interact with the magnetic field, they radiate X-rays.
“AE Aquarii seems to be a white dwarf equivalent of a pulsar,” says Terada. “Since pulsars are known to be sources of cosmic rays, this means that white dwarfs should be quiet but numerous particle accelerators, contributing many of the low-energy cosmic rays in our galaxy.”
Launched in 2005, Suzaku is the fifth in a series of Japanese satellites devoted to studying celestial X-ray sources. Managed by JAXA, this mission is a collaborative effort between Japanese universities and institutions and Goddard.
Pulsars
Pulsars are quickly rotating neutron stars --- under something like 10 miles in size, rotating with periods less than about 1 second, made up of neutrons (plus some other stuff). A neutron star is apparently the product of a supernova explosion. It's the leftover core of the star that went supernova. The core collapsed and spun up (like an ice skater pulling her arms in).
What causes a pulsar to emit radio-frequent pulses?
This is not well understood, but its thought the process has to do with the large magnetic field at the surface of the neutron star. The radio pulses (and sometimes the pulses are observed in other parts of the spectrum, like visible light, for example), apparently arise near the polar cap of the magnetic field and are beamed out like a light house beacon. As the beacon sweeps across our position, we detect the "pulse."
Are pulsars radioactive?
If you mean in the sense of radioactive elements like Uranium --- no.
What are some major characteristics of a pulsar?
The time between pulses for a given pulsar might be about 1 second. Others have smaller times. The smallest approach about 1 millisecond. On the other hand, the actual pulses are smaller in length than the time between the pulses.
How long does each pulse usually last?
The time between pulses for a given pulsar might be about 1 second. Others have smaller times. The smallest approach about 1 millisecond. On the other hand, the actual pulses are smaller in length than the time between the pulses.
Does a pulsar ever die like a star?
It slows down, eventually, and the pulses die out as a result.
Are pulsars related to quasars?
Yes and no. Neutron stars are very nearly dense enough to have become black holes, and a supermassive black hole is thought to lie at the center of, and be the energy source for, a quasar. It is also possible the structure, and rotation, of the magnetic field around a rotating black hole at the center of a quasar is similar to that around a pulsar --- and would therefore be responsible for some of the effects observed for quasars.
Are pulsars dangerous to us on earth?
No. They may be responsible for some of the cosmic rays we experience at Earth, but their effect on any one person is small.
When was the first pulsar discovered?
In 1967. It was discovered "by accident" during an radio astronomy observing program designed to look for "twinkling" radio sources.
I read something about a millisecond pulsar and I would like to know what it really is.
It's just a pulsar with a millisecond pulse period --- the time between pulses is about that short. There are quite a few known nowadays. They apparently reside in binary star systems, and the infall of material from the nearby star, on to the spinning neutron star, may have spun up the neutron star to give it its millisecond rotation period.
