We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Kan 'n pulsar 'n aksiale kanteling hê naby genoeg aan $ 90 ^ circ $ om ons met albei balke te slaan vir twee pulse per rotasie?
Ja. Een van die kenmerke wat hierdie scenario help, is die swaartekrag buig van die lig naby die neutronster, wat 'n groter fraksie van die oppervlak op 'n gegewe tydstip laat sien.
Baie pulsars het dubbelpiekligkrommes, byvoorbeeld hier is die ligkromme van die Crab Pulsar. In die potloodbalkmodel stem hierdie pieke ooreen met die balke van die twee pole.
Volgens Annala & Poutanen (2010) "Beperk kompaktheid en magnetiese veldgeometrie van X-straal-pulsars uit die statistieke van hul polsprofiele", plaas die verhouding van enkel-piek tot dubbel-piek pulsêre ligkrommes 'n waarskynlikste waarde vir die maksimum hellings van die magnetiese as relatief tot die rotasie-as van 40 ° ± 4 °.
Dit hang af waar die balke in die gesig staar. As die magnetiese pole na u kyk en die draai-as na die regte posisie kyk, kan albei dit doen. Dit hang dus van twee dinge af:
- Rigting van magnetiese pole
- Rigting van die draai-as
Kan 'n polsaar ons met albei balke tref? - Sterrekunde
Ek skryf tans 'n boodskap oor binêre pulserstelsels, herwinde pulse en 'n baie interessante groep pulse genaamd & ldquoBlack Widows & rdquo. In die proses het ek besef dat ek nie tans 'n goeie opsomming het van die pulse op die blog nie (en die pos van die binêre pulse het 'n bietjie langer geword), en ek het baie van die agtergrond van die pulser en neutronster uit die pos gehaal en het hierdie nuwe boodskap daarmee begin. Terwyl u wag om te lees hoe sommige van die interessantste voorwerpe in die heelal nog interessanter raak, gee u 'n bietjie agtergrond oor die interessante voorwerpe.
Dit begin alles met 'n knal!
Gewoonlik, wanneer 'n ster sy energiebron uitput, is daar drie verskillende eindes beskikbaar wat afhang van sy massa: om 'n wit dwerg, 'n neutronster of 'n swart gat te word. Die ligter sterre word, soos die son, uiteindelik wit dwerge, terwyl die swaarste gate in swart gate ontstaan. Ons stel tans belang in die sterre in die middel, maar dié tussen ongeveer 8 en 20 sonmassas.
Sodra die kernbrandstof uitgeput is, word 'n volledige ineenstorting vir 'n sonagtige ster voorkom, omdat die elektronedegenerasie-druk steeds help om die kern van die ster te ondersteun, wat 'n wit dwerg tot gevolg het. Vir massiewe sterre kan die kern- en rsquos-massa, tussen 1,9 en 2,5 sonmassas, egter nie ondersteun word deur die elektronedegenerasie-druk nie. Die enigste ding wat die ineenstorting stop, is die neutronedegenerasie-druk in die kern. In die proses begin die res van die ster & rsquos massa na die middelpunt van die ster val, en die verlore gravitasie-energie word in 'n supernova verdryf.
Byna die hele ster word in die gewelddadige proses uitmekaar geskeur en verdryf, maar wat & rsquos agtergelaat het, is daardie digte kern wat deur neutron-degenerasie-druk gehou word: 'n neutronster. 'N Neutronster kan eenvoudig as 'n reuse-kern beskou word. Die massa daarvan is net 'n bietjie meer as ons Sun & rsquos (gewoonlik ongeveer 1,4 sonmassas), maar die massa word saamgepers tot 'n radius van ongeveer 10 km, so groot soos 'n stad. Dit gee neutronsterre-digthede in die orde van 10 14 g cm -3, dieselfde grootteorde vir die digtheid van 'n atoomkern. Die massa bestaan hoofsaaklik uit neutrone, met ongeveer 5% protone en elektrone.
In die proses moet die hoekmomentum van die oorspronklike ster behoue bly. Aangesien die radiusse van hierdie groot en massiewe sterre afneem tot die klein stadsgrootte van die neutronsterre, moet die hoeksnelheid toeneem om die hoekmomentum te behou, wat beteken dat die resulterende neutronster baie vinniger begin draai as die oorspronklike, groter ster. Dit lei tot neutronsterre met rotasieperiodes gewoonlik ongeveer 0,1 sekondes of laer. Namate hulle geleidelik energie verloor met verloop van tyd, neem hul rotasietydperke ook toe.
Kosmiese vuurtorings
As dit net neutronsterre was, sou dit nie baie opwindend wees nie. As gevolg van hul temperature, sal hulle slegs teen X-straal golflengtes (van swart liggaamsbestraling) uitstraal en dan moeilik waarneem. Maar die plesier hoef nog nie heeltemal te stop nie.
Pulsars is sterk gemagnetiseerde neutronsterre, met magnetiese velde in die orde van 10 10 - 10 12 Gauss. Daar word geglo dat hierdie magnetiese veld sterk genoeg is om gelaaide materiaal van die oppervlak van die neutronster op te lig en dit langs die magnetiese velde 1 uit te dryf. Die versnelde deeltjies lei tot bestraling, wat strale skep wat sigbaar is in radiofrekwensies.
Net soos die Aarde & rsquos-magnetiese as nie in lyn is met sy rotasie-as nie, is die magnetiese as van die pulse ook nie in lyn met hul rotasie-as nie. Terwyl 'n pols draai, draai sy magnetiese as ook en draai die radiostrale daarmee saam. As die radiostrale die Aarde toevallig tref, kan ons dit as periodieke blaps sien, net soos 'n skip 'n vuurtoring sien en rsquos-roterende balke. In effek is pulse soos kosmiese vuurtorings 2.
Beide wetenskaplike instrumente en laboratoriums
Hierdie basiese eienskappe van pulsars laat ook interessante gebruike toe, wat die nut daarvan laat versprei buite netjiese artefakte van massiewe sterre. Die eenvoudige periodieke blips kan as horlosies gebruik word. Sommige pulse is baie stabiel en het akkuraatheid wat met moderne atoomhorlosies ooreenstem. Met hierdie pulse kan u verre streke in die sterrestelsel bestudeer. Een interessante gebied is die galaktiese sentrum. Alhoewel daar nog geen pulser naby die middelpunt van die sterrestelsel ontdek is nie, kan die toekomstige ontdekking van iemand help om eksperimente op die swaartekragveld naby 'n supermassiewe swart gat uit te voer. Ons kan 'n horlosie begin en aflewer na die galaktiese middelpunt en dit dan waarneem, maar as ons 'n pulsar kan vind, is dit soos om 'n waarneembare horlosie te vind waar ons dit nodig het. Op hierdie manier kan 'n pulsar soos 'n instrument wees waarmee ons interessante verskynsels in hul habitat kan bestudeer.
Boonop is pulsarinterieurs uiterste omgewings, met intense druk en hoë digthede, en kan hulle as laboratoriums dien om fisiese teorieë te toets, veral die toestandvergelyking van digte materie 3. Een metode wat tans ontwikkel word, is die bestudering foute. Glitches is wanneer die periode van die pulsar blips skielik spring. Vir jong pulse kan 'n probleem een keer in die paar jaar voorkom, en dit word minder gereeld soos die pulse ouder word. Daar word vermoed dat die foute te wyte is aan veranderinge aan die binnekant van die neutronsterre. Een van die meer aanvaarde modelle stel voor dat die neutron-ster-kors en die innerlike neutron-supervloeistof meestal onafhanklik van mekaar is, en dat 'n fout voorkom wanneer die hoekmomentum vinnig in die kors oorgedra word. Die kenmerkende waarneming van pulserende glitches kan help om die modelle van pulserende interieurs te versterk of te elimineer, wat weer kan help om die vergelyking van die toestand van digte materie te beperk.
Bronne en verdere ondersoek
- Laskar, Tanmoy (red.). & ldquoRadio Sterrekunde & rdquo astrobiete.
- Lyne, Andrew en Francis Graham-Smith. & ldquoPulsar Astronomy & rdquo, 2012 (4de uitg.), Cambridge University Press.
- Taylor, J. H. en D. R. Stinebring. & ldquo Onlangse vordering in die begrip van Pulsars & rdquo, 1986, Annu. Ds Astron. Astrofis. 24: 285-327
Onthou, die neutronster bestaan nie volledig uit neutrale neutrone nie, maar ook uit 'n klein hoeveelheid gelaaide elektrone en protone. Dit word opgetel deur die pulsar & rsquos magnetiese velde. Die minder massiewe elektrone is hoofsaaklik die deeltjies wat opgeveeg word vir die rit. & # 8617 & # 65038
Om sterrekundiges toe te laat om die swaartekraggolwe in kaart te bring, net soos 'n vuurtoring die seelui veilig in die oseaan deur golwe en hellip laat kruis, kan ek hierdie analogie 'n bietjie te ver druk. & # 8617 & # 65038
Trouens, swart weduwee-pulse, wat in die komende pos vir binêre pulserstelsels uiteengesit word, is voorgestel as moontlike laboratoriums om die vergelyking van die toestand van digte materie te bestudeer. & # 8617 & # 65038
'Chameleon' Pulsar Surprises Scientists
'N Internasionale span sterrekundiges wat die XAM-Newton Space Observatory van die ESA gebruik, het 'n pulsar geïdentifiseer wat die manier waarop dit skyn dramaties kan verander en die voorwerp die radiogolwe kan stilmaak terwyl dit terselfdertyd sy X- maak. stralingsvrystelling baie helderder.
Kunstenaar se indruk van 'n pols in radio-helder, links en X-straal-helder / radio-stil modus (ESA / ATG medialab)
Pulsars is klein draaiende sterre van ongeveer 20 km in deursnee. Hulle straal stralingsstrale van hul magnetiese pole teenoorgestelde uit. Sommige pulse produseer bestraling oor die hele elektromagnetiese spektrum, ook by röntgen- en radiogolflengtes. Ondanks die feit dat hulle meer as 45 jaar gelede ontdek is, is die presiese meganisme waarmee pulse skyn nog onbekend.
Dit is al 'n geruime tyd bekend dat sommige radio-uitstralende pulse hul gedrag tussen twee toestande omkeer, wat die patroon en intensiteit van hul radiopulse verander. Die oomblik van flip is onvoorspelbaar en skielik. Uit satelliet-teleskope is dit ook bekend dat 'n handjievol radiopulsars ook teen X-straalfrekwensies opgespoor kan word. Die X-straalsignaal is egter so swak dat daar niks van die veranderlikheid daarvan bekend is nie.
Om uit te vind of die X-strale ook kon draai, het die wetenskaplikes 'n spesifieke pulser genaamd PSR B0943 + 10 bestudeer, een van die eerste wat ontdek is. Dit het radiopulse wat elke paar uur in vorm en helderheid verander, terwyl sommige veranderinge binne ongeveer 'n sekonde plaasvind.
& # 8220Die gedrag van hierdie pulsar is nogal verbysterend, dit is asof dit twee verskillende persoonlikhede het. Aangesien PSR B0943 + 10 een van die min pulsars is wat ook bekend is dat dit X-strale uitstraal, is dit om uit te vind hoe hierdie straling met hoër energie optree, aangesien die radioveranderinge nuwe insig kan gee in die aard van die emissieproses, & # 8221 verduidelik dr Ben Stappers van die Universiteit van Manchester & # 8217 s School of Physics and Astronomy, wat mede-outeur van 'n referaat gepubliseer in die tydskrif Wetenskap.
Aangesien die bron 'n swak röntgenstraler is, het die span die sensitiefste röntgenteleskoop gebruik, die XMM-Newton aan boord van 'n ruimtetuig wat om die aarde wentel. Die waarnemings het plaasgevind oor ses afsonderlike sessies van ongeveer ses uur. Om die presiese oomblik van flip in die pulserige radiogedrag te identifiseer, is die X-straal-waarnemings gelyktydig opgespoor met twee van die grootste radioteleskope in die wêreld, LOFAR en die GMRT.
Wat die wetenskaplikes gevind het, was dat alhoewel die X-strale hul gedrag terselfdertyd met die radio-emissie verander het, soos verwag kon word, in die toestand waar die radiosein sterk en georganiseerd is, was die X-strale swak, en toe die radio-emissie na swak oorgeskakel het, het die X-strale helderder geword.
& # 8220Tot ons verbasing het ons gevind dat wanneer die helderheid van die radio-emissie gehalveer het, die X-straal-emissie met 'n faktor van twee verhelder het! Verder het die intense X-strale 'n baie ander karakter as dié in die radio-helder toestand, aangesien dit lyk asof dit termies van oorsprong is en pols met die neutronster se rotasietydperk, & # 8221 het hoofskrywer Prof Wim Hermsen van die Nederlandse Instituut vir Ruimte-navorsing.
Bibliografiese inligting: W. Hermsen et al. 2013. Synchrone X-straal- en radiomodusskakelaars: 'n vinnige wêreldwye transformasie van die Pulsar-magnetosfeer. Wetenskap, vol. 339, nr. 6118, pp. 436-439 doi: 10.1126 / science.1230960
Hoe word pulse gevorm?
Die gebeure wat lei tot die vorming van 'n pulsar begin wanneer die kern van 'n massiewe ster saamgepers word tydens 'n supernova wat in 'n neutronster ineenstort. Die neutronster behou die grootste deel van sy hoekmomentum, en aangesien dit slegs 'n klein fraksie van sy stamvader se radius het (en sy traagheidsmoment dus skerp verminder), word dit gevorm met 'n baie hoë rotasiesnelheid. 'N Stralingsbundel word langs die magnetiese as van die pulsar uitgestraal, wat saam met die rotasie van die neutronster draai. Die magnetiese as van die pulsar bepaal die rigting van die elektromagnetiese straal, met die magnetiese as nie noodwendig dieselfde as die rotasie-as nie. Hierdie verkeerde uitlêing veroorsaak dat die balk een keer gesien word vir elke rotasie van die neutronster, wat lei tot die 'gepulse' aard van sy voorkoms.
Skematiese siening van 'n pulsar. Die bol in die middel stel die neutronster voor, die krommes dui die magneetveldlyne aan en die uitstaande kegels stel die emissiesones voor.
Die straal is afkomstig van die rotasie-energie van die neutronster, wat 'n elektriese veld genereer uit die beweging van die baie sterk magnetiese veld, wat lei tot die versnelling van protone en elektrone op die steroppervlak en die skepping van 'n elektromagnetiese straal wat uit die pole voortspruit. van die magneetveld.
NASA se Fermi vind 'n 'transformator'-pulsar
Aan die einde van Junie 2013 het 'n buitengewone binêr met 'n vinnig draaiende neutronster 'n dramatiese gedragsverandering ondergaan wat nog nooit voorheen waargeneem is nie. Die radiobaken van die pulsar het verdwyn, terwyl die stelsel terselfdertyd helderder geword het in gammastrale, die kragtigste vorm van lig, volgens metings deur die Fermi gammastraal-ruimteteleskoop van NASA.
'Dit is amper asof iemand 'n skakelaar laat draai het en die stelsel verander van 'n laer-energietoestand na 'n hoër-energie-een,' sê Benjamin Stappers, 'n astrofisikus aan die Universiteit van Manchester, Engeland, wat 'n internasionale poging gelei het om hierdie opvallende begrip te begryp. transformasie. "Die verandering weerspieël blykbaar 'n wisselvallige interaksie tussen die pulsar en sy metgesel, een wat ons die geleentheid bied om 'n seldsame oorgangsfase in die lewe van hierdie binêre te ondersoek."
'N Binarium bestaan uit twee sterre wat om hul gemeenskaplike massamiddelpunt wentel. Hierdie stelsel, bekend as AY Sextantis, is ongeveer 4400 ligjare weg in die konstellasie Sextans. Dit koppel 'n 1,7 millisekonde pulsar genaamd PSR J1023 + 0038 - kortweg J1023 - met 'n ster wat ongeveer 'n vyfde van die sonmassa bevat. Die sterre voltooi 'n wentelbaan binne slegs 4,8 uur, wat hulle so naby aan mekaar plaas dat die pulsar sy metgesel geleidelik sal verdamp.
Wanneer 'n massiewe ster in duie stort en ontplof as 'n supernova, kan die verpletterde kern daarvan oorleef as 'n kompakte oorblyfsel wat 'n neutronster of -pulsar genoem word, 'n voorwerp wat meer massa as die son in 'n sfeer druk wat nie groter is as Washington, DC nie. Jong geïsoleerde neutronsterre draai tien keer per sekonde en genereer radiostrale, sigbare lig, X-strale en gammastrale wat sterrekundiges as pulse waarneem wanneer die balke verby die aarde vee. Pulsars genereer ook kragtige uitvloei, of 'winde', van hoë-energie deeltjies wat naby die snelheid van die lig beweeg. Die krag vir dit alles kom van die vinnig draaiende magnetiese veld van die pulsar, en met verloop van tyd vervaag hierdie emissies namate die pulsars draai.
Meer as dertig jaar gelede ontdek sterrekundiges 'n ander soort pulsar wat binne 10 millisekondes of minder draai, wat tot 43 000 rpm draai. Terwyl jong pulsars gewoonlik in isolasie voorkom, kom meer as die helfte van millisekondepulsars in binêre stelsels voor, wat 'n verklaring vir hul vinnige draai voorstel.
"Sterrekundiges vermoed al lank dat millisekonde pulse opgespoel is deur die oordrag en ophoping van materie van hul metgeselle, so ons noem hulle dikwels herwinde pulse," het Anne Archibald, 'n postdoktorale navorser aan die Nederlandse Instituut vir Radioastronomie (ASTRON), verduidelik. in Dwingeloo wat J1023 in 2007 ontdek het.
Gedurende die aanvanklike massa-oordragstadium sou die stelsel kwalifiseer as 'n lae-massa X-straal-binêre, met 'n stadiger draaiende neutronster wat X-straalpulse uitstraal terwyl warm gas na sy oppervlak jaag. 'N Miljoen jaar later, wanneer die vloei van materie tot stilstand kom, sou die stelsel geklassifiseer word as 'n opgespinde millisekonde pulsar met radio-uitstoot wat aangedryf word deur 'n vinnig draaiende magneetveld.
Om die spin- en baanontwikkeling van J1023 beter te verstaan, is die stelsel gereeld in radio gemonitor met behulp van die Lovell Telescope in die Verenigde Koninkryk en die Westerbork Synthesis Radio Telescope in Nederland. Hierdie waarnemings het aan die lig gebring dat die radiosein van die pulsar afgeskakel is en die soeke na 'n gepaardgaande verandering in die gammastraal-eienskappe gevra het.
Enkele maande hiervoor het sterrekundiges 'n baie verre stelsel gevind wat binne enkele weke tussen radio- en röntgentoestande geblaai het. Geleë in M28, 'n bolvormige sterreswerm ongeveer 19.000 ligjaar verder, het 'n pulsar bekend as PSR J1824-2452I 'n X-straal-uitbarsting ondergaan in Maart en April 2013. Toe die X-straal-emissie vroeg in Mei verdof, het die radiostraal van die pulsar na vore gekom.
Alhoewel J1023 baie hoër energieë bereik het en aansienlik nader is, is albei binaries anders. Wat sterrekundiges sê, is die laaste spetterende klopjag van die spin-up-proses vir hierdie pulse.
In J1023 is die sterre naby genoeg dat 'n stroom gas vanaf die sonagtige ster na die pulsar vloei. Die vinnige rotasie van die pulsar en die intense magneetveld is verantwoordelik vir beide die radiostraal en sy kragtige pulsarwind. As die radiostraal waarneembaar is, hou die pulsarwind die gasstroom van die metgesel terug, en voorkom dat dit te naby naderkom. Maar nou en dan stroom die stroom, beweeg nader aan die pulser en vestig 'n aanwasskyf.
Gas in die skyf word saamgepers en verhit, en dit word warm genoeg om X-strale uit te straal. Vervolgens verloor materiaal langs die binnekant van die skyf vinnig orbitale energie en sak dit af na die pulsar. Wanneer dit op 'n hoogte van ongeveer 80 km (50 myl) val, word prosesse wat betrokke is by die skep van die radiostraal afgeskakel of, waarskynlik, verdoesel.
Die binnekant van die skyf wissel waarskynlik aansienlik op hierdie hoogte. Sommige kan byna die ligsnelheid na buite versnel, wat dubbele deeltjiesstrale vorm wat in teenoorgestelde rigtings skiet - 'n verskynsel wat meestal verband hou met die aanwas van swart gate. Skokgolwe binne en langs die omtrek van hierdie strale is 'n waarskynlike bron van die helder gammastraling wat deur Fermi opgespoor word.
Die bevindings is gepubliseer in die 20 Julie-uitgawe van Die Astrofisiese Tydskrif. Die span rapporteer dat J1023 die eerste voorbeeld is van 'n kortstondige, kompakte gammastralebinaar met 'n lae massa wat nog ooit gesien is. Die navorsers voorsien dat die stelsel 'n unieke laboratorium sal wees om te verstaan hoe millisekonde pulse vorm en om die besonderhede te bestudeer oor hoe aanwas op neutronsterre plaasvind.
"Tot dusver het Fermi die aantal gammastralepulsars met ongeveer 20 keer vermeerder en die aantal millisekonde pulse in ons sterrestelsel verdubbel," het Julie McEnery, die projekwetenskaplike vir die missie by die NASA se Goddard Space Flight Centre in Greenbelt, gesê. , Maryland. "Fermi bly 'n wonderlike enjin vir pulsêre ontdekkings."
Sterrekundiges sien asteroïdes wat 'n verre pulsar slaan
Dit is 'n kunstenaar se indruk van 'n asteroïde wat opgebreek het. Krediet: NASA / JPL-Caltech.
PSR J0738-4042 is geleë in die konstellasie Puppis, ongeveer 37 000 ligjare weg.
Die omgewing rondom hierdie pulsar is besonder hard, vol straling en hewige winde van deeltjies.
'As 'n groot rotsagtige voorwerp hier kan vorm, kan planete rondom enige ster vorm. Dit is opwindend, ”sê dr Ryan Shannon van CSIRO Astronomy and Space Science, wat die senior outeur is van 'n artikel wat in die Astrofisiese joernaalbriewe (arXiv.org).
PSR J0738-4042 straal radiogolwe uit. Terwyl dit draai, flits sy radiostraal telkens oor die aarde met die reëlmaat van 'n horlosie.
In 2008 het die sterrekundiges voorspel hoe 'n asteroïde wat val, 'n pulsar sou beïnvloed.
'Dit sal die verlangsaming van die polsslag se draai-tempo en die vorm van die radiopuls wat ons op aarde sien, verander. Dit is presies wat ons in hierdie geval sien, het dr. Shannon gesê.
'Dit lyk asof een van hierdie gesteentes 'n massa van ongeveer 'n miljard toon het.'
'Ons dink die pulserende radiostraal kap die asteroïde af en verdamp dit. Maar die verdampte deeltjies is elektries gelaai en dit verander die proses wat die pulsar & # 8217s-balk skep.
Asteroïdes rondom 'n pulsar kan geskep word deur die ontploffende ster wat die pulsar self gevorm het.
Die materiaal wat uit die ontploffing uitgeslaan is, kan na die vormende pulsar terugval en 'n skyfie puin vorm.
Die sterrekundiges het 'n stofskyf gevind rondom 'n ander pulser genaamd J0146 + 61.
"Hierdie soort stofskyf kan die & # 8216 saad & # 8217 bied wat groei tot groter asteroïdes," het mnr Brook gesê.
“In 1992 is twee planeetgrootte voorwerpe gevind rondom 'n pulsar genaamd PSR 1257 + 12. Maar dit is waarskynlik gevorm deur 'n ander meganisme. '
P. R. Brook et al. 2014. Bewyse van 'n asteroïde wat 'n Pulsar teëkom. ApJ 780, L31 doi: 10.1088 / 2041-8205 / 780/2 / L31
Pulsar met die breedste baan wat nog ooit opgespoor is
'N Span hoogs vasbeslote hoërskoolleerlinge het 'n pulsar wat nog nooit tevore gesien is nie, ontdek deur data van Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) van die National Science Foundation (NSF) noukeurig te ontleed. Verdere waarnemings deur sterrekundiges wat die GBT gebruik, het aan die lig gebring dat hierdie pulsar die breedste baan het rondom 'n neutronster en slegs deel uitmaak van 'n handvol dubbele neutronsterstelsels.
Hierdie indrukwekkende vonds sal sterrekundiges help om beter te verstaan hoe binêre neutronsterstelsels vorm en ontwikkel.
Pulsars draai vinnig neutronsterre, die superdigte oorblyfsels van massiewe sterre wat as supernovas ontplof het. Terwyl 'n pols draai, sweef vuurtorenagtige strale radiogolwe, wat uit die pole van sy kragtige magneetveld stroom, deur die ruimte. Wanneer een van hierdie balke oor die aarde vee, kan radioteleskope die polsslag van radiogolwe vang.
"Pulsars is van die mees ekstreme voorwerpe in die heelal," het Joe Swiggum, 'n gegradueerde student in fisika en sterrekunde aan die West Virginia University in Morgantown en hoofskrywer, gesê op 'n referaat wat aanvaar is vir publikasie in die Astrophysical Journal waarin hy hierdie resultaat en die implikasies daarvan verklaar. . "Die ontdekking van die studente toon een van hierdie voorwerpe in 'n unieke situasie."
Ongeveer 10 persent van die bekende pulse is in binêre stelsels, en die meeste hiervan word aangetref wat om antieke wit dwerggenootsterre wentel. Slegs 'n seldsame paar wentel om ander neutronsterre of hoofreekssterre soos ons Son. Die rede vir hierdie gebrek aan dubbele neutronsterstelsels, meen sterrekundiges, is die proses waardeur pulse en alle neutronsterre vorm.
As 'n massiewe ster aan die einde van sy normale leeftyd supernova word, kan die ontploffing 'n bietjie eensydig wees en 'n 'skop' gee aan die oorblywende sterkern. As dit gebeur, word die neutronster wat daaruit kom, kwetsend deur die ruimte gestuur. Hierdie skoppe & # 8212 en die ooreenstemmende massaverlies as gevolg van 'n supernova-ontploffing & # 8212 beteken dat die kans dat twee sulke sterre in dieselfde stelsel swaartekrag bly, opmerklik skraal is.
Hierdie pulsar, wat die amptelike benaming PSR J1930-1852 ontvang het, is in 2012 ontdek deur Cecilia McGough, wat destyds 'n student aan die Strasburg High School in Virginia was, en De'Shang Ray, wat 'n student aan die Paul Laurence Dunbar High was. Skool in Baltimore, Maryland.
Hierdie studente het deelgeneem aan 'n somer Pulsar Search Collaboratory (PSC) werkswinkel, wat 'n NSF-befondsde opvoedkundige uitreikprogram is wat belangstellendes van hoërskoolleerlinge betrek by die ontleding van data wat deur die GBT versamel is. Studente spandeer dikwels weke en maande om data-erwe deur te soek en te soek na die unieke handtekening wat 'n pulsar identifiseer. Diegene wat sterk pulskandidate identifiseer, word na Green Bank genooi om met sterrekundiges saam te werk om hul ontdekking te bevestig.
Sterrekundiges het vasgestel dat hierdie nuwe pulsar deel uitmaak van 'n binêre stelsel, gebaseer op die verskille in sy draaifrekwensie (omwentelings per sekonde) tussen die oorspronklike opsporing en opvolgwaarnemings.
Optiese teleskoopopnames van dieselfde lugruim het egter geen sigbare metgesel onthul nie - wat duidelik gesien sou kon word as dit 'n wit dwergster of hoofreeksster was. "Vanweë die gebrek aan sigbare seine en die noukeurige oorsig van die tydsberekening van die pulsar, het ons tot die gevolgtrekking gekom dat die waarskynlikste metgesel 'n ander neutronster was," het Swiggum gesê.
Verdere analise van die tydsberekening van die pulse dui aan dat die twee neutronsterre die grootste skeiding in 'n dubbele neutronsterstelsel het.
Sommige pulse in dubbele neutronsterstelsels is so naby aan hul metgesel dat hul baanpaaie vergelykbaar is met die grootte van ons son en dat hulle binne minder as 'n dag 'n volle baan maak. Die baan van J1930-1852 strek oor ongeveer 52 miljoen kilometer, ongeveer die afstand tussen Mercurius en die Son en dit wentel een keer elke 45 dae om sy metgesel. "Sy baan is meer as twee keer so groot as dié van enige voorheen bekende dubbele neutronsterstelsel," het Swiggum gesê. 'Die parameters van die pulsar gee ons waardevolle leidrade oor hoe 'n stelsel soos hierdie kon gevorm het. Ontdekkings van uitskietstelsels soos J1930-1852 gee ons 'n duideliker beeld van die volledige verskeidenheid moontlikhede in binêre evolusie. '
Studies wat Pulsar Search-samewerkingsontdekkings betref, duur voort namate die PSC-program voortduur. Astronome verwag dat die 130 terabyte data wat deur die GBT van 17 miljoen pond geproduseer word, waarskynlik tientalle voorheen onbekende pulse sal openbaar.
Die Pulsar Search Collaboratory is 'n gesamentlike projek tussen die National Radio Astronomy Observatory en die Universiteit van West Virginia. Die doel is om hoërskoolleerlinge ervaring te gee om werklike navorsing te doen.
"Hierdie ervaring het my geleer dat u nie 'n & # 8216Einstein hoef te wees om goed te wees in wetenskap nie," het McGough gesê, wat nou 'n Schreyer Honours College-skolier is aan die Penn State University in State College met hoofvak in sterrekunde en astrofisika en fisika. . 'Wat u moet wees, is gefokus, passievol en toegewyd aan u werk.'
& # 8220As ons na die hemel kyk en die heelal bestudeer, probeer ons verstaan wat daar is, 'het Ray, tans 'n student aan die Community College in Baltimore County, studeer in biologie, ingenieurswese en mediese nooddienste. "Hierdie ervaring het my gehelp om te verken, my voor te stel en te droom wat kan wees en wat ons nie gesien het nie."
Die 100-meter Green Bank-teleskoop is die wêreld se grootste volledig bestuurbare radioteleskoop. Die ligging in die National Radio Quiet Zone beskerm die ongelooflike sensitiewe teleskoop teen ongewenste radiostoornisse, wat dit in staat stel om unieke waarnemings uit te voer.
Die National Radio Astronomy Observatory is 'n fasiliteit van die National Science Foundation, wat onder samewerkingsooreenkoms bedryf word deur Associated Universities, Inc.
Swart gate maak nie 'n groot plons nie
Wanneer swart gate saamsmelt, stuur dit swaartekraggolwe wat deur ruimte en tyd kabbel. Deur hierdie golwe nie op te spoor nie, leer sterrekundiges van evolusie in swart gate.
Wetenskaplikes weet dat hierdie golwe, wat voorspel word deur die relatiwiteitsteorie van Albert Einstein, nog nie een regstreeks opspoor nie. In die wedloop om die golwe te vang, het een strategie - genaamd pulsar-timing arrays - 'n mylpaal bereik deur nie swaartekraggolwe op te spoor nie, maar deur nuwe inligting oor die frekwensie en sterkte van samesmeltings in swart gate te openbaar.
"Ons verwag dat die hele tyd baie swaartekraggolwe deur ons gaan, en nou het ons 'n beter idee van die omvang van hierdie agtergrondaktiwiteit," het Sarah Burke-Spolaor, medeskrywer van 'n nuwe wetenskaplike artikel, gepubliseer op 18 Oktober, gesê. wat navorsing beskryf waaraan sy bygedra het toe sy gebaseer was op die NASA se Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornië. Burke-Spolaor is nou aan die California Institute of Technology in Pasadena.
Gravitasiegolwe, indien dit opgespoor word, sal meer inligting oor swart gate sowel as een van die vier fundamentele natuurkragte openbaar: swaartekrag.
Die span se onvermoë om swaartekraggolwe tydens die onlangse soektog op te spoor, het eintlik sy eie voordele, want dit onthul nuwe inligting oor supermassiewe samesmeltings van swart gate - hul frekwensie, afstand van die aarde en massas. Een teorie oor die groei van swart gate wat die teoretici se snykamervloere getref het, het gesê dat samesmeltings alleen verantwoordelik is vir die feit dat swart gate massa kry.
Die resultate is afkomstig van die Parkes-radioteleskoop van die Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) in die ooste van Australië. Die studie is gesamentlik gelei deur Ryan Shannon van CSIRO, en Vikram Ravi, van die Universiteit van Melbourne en CSIRO.
Pulsar-timing skikkings is ontwerp om die subtiele swaartekraggolwe op te vang met behulp van teleskope op die grond, en draaiende sterre wat pulsars genoem word. Pulsars is die uitgebrande kerne van ontplofte sterre wat straal radiogolwe soos vuurtoringsbakens uitstuur. Die tydsberekening van die pulsars se rotasie is so presies dat navorsers sê dat hulle soortgelyk is aan atoomhorlosies.
As swaartekraggolwe deur 'n verskeidenheid veelvuldige pulse gaan, 20 in die geval van die nuwe studie, stel hulle die pulse soos boeie. Navorsers wat die radiogolwe vanaf die pulse opneem, kan dan die agtergrond van die golwe saamstel.
"Die swaartekraggolwe laat die ruimte tussen die aarde en die pulse rek en druk," het Burke-Spolaor gesê.
Die nuwe studie het die Parkes Pulsar Timing Array gebruik, wat in die negentigerjare begin het. Volgens die navorsingspan sal die skikking met sy huidige sensitiwiteit binne tien jaar 'n swaartekraggolf kan opspoor.
Navorsers van JPL ontwikkel tans 'n soortgelyke presisie-pulsar-timing-vermoë vir NASA se Deep Space Network, 'n stelsel van groot skottelantennes rondom die aarde wat spoor en kommunikeer met die ruimtetuie. Tydens die gapings in die netwerk se opsporingskedules kan die antennas gebruik word om die tydsberekening van die radiogolwe van die pulse presies te meet. Omdat die Deep Space Network se antennas oor die hele wêreld versprei is, kan hulle pulse oor die hele lug sien, wat die sensitiwiteit vir gravitasiegolwe verbeter.
'Op die oomblik is die fokus in gemeenskappe met 'n pulsar-tydsberekening om sensitiewer tegnologieë te ontwikkel en om langtermyn-moniteringsprogramme van 'n groot ensemble van die pulsars op te stel,' sê Walid Majid, die hoofondersoeker van die Deep Space Network-pulsar- tydprogram by JPL. "Al die strategieë vir die opsporing van gravitasiegolwe, insluitend LIGO [Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory], is aanvullend, omdat elke tegniek sensitief is vir die opsporing van gravitasiegolwe teen baie verskillende frekwensies. Sommige kan dit uiteindelik as 'n ras kenmerk, uiteindelik , is die doel om swaartekraggolwe op te spoor, wat die begin van die swaartekraggolfsterrekunde inlui. Dit is die ware opwindende deel van hierdie hele poging. "
Die grondgebaseerde LIGO-sterrewag is in Louisiana en Washington. Dit is 'n gesamentlike projek van Caltech en die Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, met befondsing van die National Science Foundation. Die Europese Ruimteagentskap is besig om die ruimte-gebaseerde LISA Pathfinder (Laser Interferometer Space Antenna) te ontwikkel, 'n bewys van die konsep-missie vir 'n toekomstige ruimte-sterrewag om swaartekraggolwe op te spoor. LIGO, LISA and pulsar-timing arrays would all detect different frequencies of gravitational waves and thus are sensitive to various types of merger events.
Real Death Star Could Strike Earth
A beautiful pinwheel in space might one day blast Earth with death rays, scientists now report.
Unlike the moon-sized Death Star from Star Wars, which has to get close to a planet to blast it, this blazing spiral has the potential to burn worlds from thousands of light-years away.
"I used to appreciate this spiral just for its beautiful form, but now I can't help a twinge of feeling that it is uncannily like looking down a rifle barrel," said researcher Peter Tuthill, an astronomer at the University of Sydney.
The fiery pinwheel in space in question has at its heart a pair of hot, luminous stars locked in orbit with each other. As they circle one another, plumes of streaming gas driven from the surfaces of the stars collide in the intervening space, eventually becoming entangled and twisted into a whirling spiral by the orbits of the stars.
The pinwheel, named WR 104, was discovered eight years ago in the constellation Sagittarius. It rotates in a circle "every eight months, keeping precise time like a jewel in a cosmic clock," Tuthill said.
Both the massive stars in WR 104 will one day explode as supernovae. However, one of the pair is a highly unstable star known as a Wolf-Rayet, the last known stable phase in the life of these massive stars right before a supernova.
"Wolf-Rayet stars are regarded by astronomers as ticking bombs," Tuthill explained. The 'fuse' for this star "is now very short &mdash to an astronomer &mdash and it may explode any time within the next few hundred thousand years."
When the Wolf-Rayet goes supernova, "it could emit an intense beam of gamma rays coming our way," Tuthill said. "If such a 'gamma ray burst' happens, we really do not want Earth to be in the way."
Since the initial blast would travel at the speed of light, there would be no warning of its arrival.
Firing line
Gamma ray bursts are the most powerful explosions known in the universe. They can loose as much energy as our sun during its entire 10 billion year lifetime in anywhere from milliseconds to a minute or more.
The spooky thing about this pinwheel is that it appears to be a nearly perfect spiral to us, according to new images taken with the Keck Telescope in Hawaii. "It could only appear like that if we are looking nearly exactly down on the axis of the binary system," Tuthill said.
The findings are detailed in the March 1 issue of Astrophysical Journal.
Unfortunately for us, gamma ray bursts seem to be shot right along the axis of systems. In essence, if this pinwheel ever releases a gamma ray burst, our planet might be in the firing line.
"This is the first object that we know of that might release a gamma ray burst at us," said astrophysicist Adrian Melott at the University of Kansas in Lawrence, who did not participate in this study. "And it's close enough to do some damage."
This pinwheel is about 8,000 light years away, roughly a quarter of the way to the center of the Milky Way Galaxy. While this might seem far, "earlier research has suggested that a gamma ray burst &mdash if we are unfortunate enough to be caught in the beam &mdash could be harmful to life on Earth out to these distances," Tuthill said.
What might happen
Although the pinwheel can't blast Earth apart like the Death Star from Star Wars &mdash at least not from 8,000 light years away &mdash it could still cause mass extinction or possibly even threaten life as we know it on our planet.
Gamma rays would not penetrate Earth's atmosphere well to burn the ground, but they would chemically damage the stratosphere. Melott estimates that if WR 104 were to hit us with a burst 10 seconds or so long, its gamma rays could deplete about 25 percent of the world's ozone layer, which protects us from damaging ultraviolet rays. In comparison, the recent human-caused thinning of the ozone layer, creating "holes" over the polar regions, have only been depletions of about 3 to 4 percent, he explained.
"So that would be very bad," Melott told SPACE.com. "You'd see extinctions. You might see food chain collapses in the oceans, might see agricultural crises with starvation."
Gamma ray bursts would also trigger smog formation that could blot out sunlight and rain down acid. However, at 8,000 light-years away, "there's probably not a large enough effect there for much of a darkening effect," Melott estimated. "It'd probably cut off 1 or 2 percent of total sunlight. It might cool the climate somewhat, but it wouldn't be a catastrophic ice age kind of thing."
Cosmic ray danger
One unknown about gamma ray bursts is how many particles they spew as cosmic rays.
"Normally the gamma ray bursts we see are so far away that magnetic fields out in the universe deflect any cosmic rays we might observe from them, but if a gamma ray burst was pretty close, any high-energy particles would blast right through the galaxy's magnetic field and hit us," Melott said. "Their energies would be so high, they would arrive at almost the same time as the light burst."
"The side of the Earth facing the gamma ray burst would experience something like getting irradiated by a not-too-distant nuclear explosion, and organisms on that side might see radiation sickness. And the cosmic rays would make the atmospheric effects of a gamma ray burst worse," Melott added. "But we just don't know how many cosmic rays gamma ray bursts emit, so that's a danger that's not really understood."
It remains uncertain just how wide the beams of energy that gamma ray bursts release are. However, any cone of devastation from the pinwheel would likely be several hundred square light-years wide by the time it reached Earth, Melott estimated. Tuthill told SPACE.com "it would be pretty much impossible to for anyone to get far enough to be out of the beam in a spaceship if it really is coming our way."
Still, Tuthill noted this pinwheel might not be the death of us.
"There are still plenty of uncertainties &mdash the beam could pass harmlessly to the side if we are not exactly on the axis, and nobody is even sure if stars like WR 104 are capable of producing a fully-fledged gamma-ray burst in the first place," he explained.
Future research should focus on whether WR 104 really is pointed at Earth and on better understanding how supernovae produce gamma ray bursts.
Melott and others have speculated that gamma ray bursts might have caused mass extinctions on Earth. But when it comes to whether this pinwheel might pose a danger to us, "I would worry a lot more about global warming," Melott said.
Painstaking Pulsar Measurements That Took 14 Years Just Confirmed General Relativity
After 14 years of staring at a dead star, astronomers have once again confirmed Einstein's theory of general relativity. PSR J1906+0746, a pulsar 25,000 light-years away, slightly wobbles as it spins - an effect that could see its pulses disappear from our sky in less than a decade.
It's called precession, a phenomenon predicted by general relativity that has only ever been observed in very few pulsars. The new findings could help us set a limit on the number of binary pulsars in the galaxy, in turn helping us figure out the expected rate of binary neutron star collisions.
Pulsars are perhaps the most useful stars in the sky. They are rapidly spinning neutron stars with jets of bright radio waves emitting from their magnetic poles. As they spin, these beams can sweep past Earth, depending how the star is oriented: a bit like a lighthouse.
They're also incredibly precise, with rotations that can be predicted up to millisecond scales. These so-called millisecond pulsars can keep such precise time that they could guide future space navigation.
But even the majority of pulsars - ones that don't have that millisecond level of precision - are still useful, particularly for tests of general relativity. That's because, according to general relativity, pulsars in binary systems should have a slight axial wobble (think of a slowing-down spinning top). This is axial precession.
Since neutron stars are so dense - 1.4 times the mass of the Sun, packed down into a stellar core just 20 kilometres (12 miles) in diameter - their gravitational intensity is expected to warp space-time.
When the spin orientation isn't aligned properly with the orientation of the binary orbit, this should pull the pulsar's spin into an axial precession. Such misalignment is thought to be caused by, for example, an asymmetric supernova explosion.
So, as the pulsar wobbles on its axis, we should be able to detect changes in its pulse profile.
When PSR J1906+0746 was discovered in 2004, it showed two distinct twisted, or polarised, emissions (beams) per rotation. However, when a team of astronomers led by Gregory Desvignes from the Max Planck Institute for Radio Astronomy went looking in the archival data collected by the Parkes Observatory radio telescope, they found just one beam.
To figure out what was going on with their study subject, between 2005 and 2009 using the Nançay and Arecibo radio telescopes, and between 2012 to 2018 using Arecibo, the team monitored PSR J1906+0746.
When they started observing the star in 2005, they saw both beams per rotation that had been detected in 2004. Gradually, the beam from the star's north pole became weaker by 2016, it had disappeared entirely.
The team predicted that the polarisation data contained information about the precession of the pulsar. They modelled this data, extending it back in time 50 years, and then compared it to the observational data from the pulsar.
It matched, with an uncertainty level of just five percent, perfectly matching the predictions of general relativity - as well as predictions about the polarisation properties of pulsars published 50 years ago by Venkatraman Radhakrishnan and David Cooke.
The team also realised that Earth's line-of-sight had crossed the pulsar's magnetic pole in a north-to-south direction, meaning they could map the pulsar beam - which in turn allowed them to determine the proportion of the sky illuminated by the beam.
This helps estimate the number of neutron star binaries in the galaxy, which can help determine how many of them should be colliding, producing gravitational waves.
And their model didn't just work backwards. Seeing how it fit the observational data meant they could predict forwards, too. The team believes that the southern beam is also going to disappear from view, sometime around 2028.
It should reappear sometime between 2070 and 2090, with the northern beam reappearing between 2085 and 2105.
"Pulsars can provide tests of gravity that cannot be done in any other way," said astronomer Ingrid Stairs from the University of British Columbia. "This is one more beautiful example of such a test."
