Πέμπτη, 16 Φεβρουαρίου 2017

Ανακαλύφθηκε μυστηριώδες πάλσαρ που εκπέμπει μια άγνωστη έως τώρα κυματομορφή

mystery-pulsar-with-unknown-wave-form
Το Large Area Telescope (LAT), που κατασκευάστηκε για το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi των ακτίνων-Χ, συλλέγει πληροφορίες για υψηλής ενέργειας ακτίνες γάμμα από πολλές πηγές στον ουρανό. Μεταξύ αυτών είναι τα μικρά, φευγαλέα αντικείμενα που ονομάζονται πάλσαρ, και που περιστρέφονται έως και εκατοντάδες φορές ανά δευτερόλεπτο. Το όνομά τους προέρχεται από τις ακτίνες που παράγουν τα μαγνητικά τους πεδία, ως αποτέλεσμα αυτής της περιστροφής τους, και οι οποίες μοιάζουν με την παλλόμενη ακτίνα ενός φάρου, όταν, κατά τύχη, τυχαίνει να σαρώνουν προς το οπτικό μας πεδίο.

Η παραπάνω εικόνα είναι η πρώτη που τραβήχτηκε από ένα ενεργητικό και σύνθετο νεφέλωμα γύρω από το νεαρό πάλσαρ PSR B1509-58. Τα μπλε και μοβ χρώματα δείχνουν ακτίνες Χ που εκπέμπονται από υψηλής ενέργειας σωματίδια της ύλης και αντι-ύλης που ρέουν μακριά από το πάλσαρ. Το πάλσαρ είναι η ίδια η φωτεινή λευκή πηγή στο κέντρο του νεφελώματος.

Στο κάτω αριστερό μέρος της εικόνας εκτείνεται ένας λεπτός πίδακας, μήκους σχεδόν 20 έτη φωτός, ενώ βρίσκουμε ίχνη από μια δέσμη σωματιδίων που εκπέμπονται από το νότιο πόλο του πάλσαρ πόλο με μια ταχύτητα πάνω από 200 εκατομμύρια χιλιόμετρα την ώρα. Ακριβώς πάνω από το πάλσαρ μπορεί να δει κάποιος ένα μικρό τόξο εκπομπής ακτίνων-Χ, η οποία σηματοδοτεί ένα ωστικό κύμα που παράγεται από τα σωματίδια που ρέουν μακριά από τον ισημερινό του πάλσαρ.

Το εντυπωσιακό πράσινο νέφος κοντά στην κορυφή της εικόνας οφείλεται σε ένα αέριο πολλών εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου. Αυτό το αέριο, πιθανώς να είναι ένα κατάλοιπο της έκρηξης σουπερνόβα που σχετίζεται με τη δημιουργία του πάλσαρ, μπορεί να έχει θερμανθεί από συγκρούσεις με σωματίδια υψηλής ενέργειας που παράγονται από το πάλσαρ.

Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Matthew Kerr του Ινστιτούτου Kavli για τη Σωματιδιακή Αστροφυσική και Κοσμολογία (KIPAC) κάνει χρήση νέων τεχνικών για το κυνήγι των πάλσαρ. Η ομάδα έχει βρει έναν τρόπο να αναζητήσει πιθανούς υποψήφιους πάλσαρ, συνδυάζοντας τις παρατηρήσεις από το LAT και το ραδιοτηλεσκόπιο Parkes στην Αυστραλία. Η προσέγγιση αυτή συνδυάζει αφενός την ευρεία πρόσβαση σε όλο τον ουρανό με το τηλεσκόπιο LAT καθώς και την βαθιά ευαισθησία του ραδιοτηλεσκόπιου, που μπορεί να δει μόνο ένα μικρό μέρος του ουρανού σε μια στιγμή.

Το ιδιαίτερα ενδιαφέρον πάλσαρ ανακαλύφθηκε με την τεχνική αυτή και που φαίνεται να εκπέμπει μια έως τώρα άγνωστη κυματομορφή – να υπάρχει δηλαδή μία απότομη εκπομπή ακτίνων γάμμα πριν και μετά από κάθε ραδιοφωνική κορυφή – ένα αποτέλεσμα που η ομάδα των ειδικών δεν μπορούσε να εξηγήσει με τη χρήση τυποποιημένων μοντέλων της γεωμετρίας των πάλσαρ. Αυτό σημαίνει ότι το ραδιοφωνικό μέρος της δέσμης μπορεί να προέρχονται από δύο διαφορετικά σημεία πάνω από την επιφάνεια του αντικειμένου. Αυτή η παραλλαγή αυξάνει το μυστήριο και τη γοητεία αυτών των συναρπαστικών αστροφυσικών φαινομένων.

Τα πάλσαρ αποτελούν πολύ ενδιαφέροντα αντικείμενα για τους επιστήμονες, επειδή είναι ειδικοί τύποι των άστρων νετρονίων. Μικρό (με διάμετρο κάπου 15 χιλιόμετρα) και πυκνό (ένα κουταλάκι του γλυκού ζυγίζει περίπου ένα δισεκατομμύριο τόνους), παρουσιάζουν τεράστιες βαρυτικές και μαγνητικές δυνάμεις που δεν βρίσκονται καν στη Γη.

Το LAT έχει δει τις υπογραφές των ακτίνων γάμμα περισσότερων από 100 πάλσαρ και αυτές τώρα φέρνουν μια επανάσταση στη μελέτη αυτών των αντικειμένων.