Radioastronomer opdager 8 nye millisekunders pulsarer

En gruppe astronomer har opdaget pulsarer på otte millisekunder, der er placeret i de tætte klynger af stjerner, kendt som "kugleklynger, ved hjælp af Sydafrikas MeerKAT radioteleskop.

Millisekundpulsarer er neutronstjerner, den mest kompakte stjerne kendt, der drejer op til 700 gange i sekundet. Dette er den første pulsar-opdagelse, der bruger MeerKAT-antennerne, og den kommer fra det synergiske arbejde i to internationale samarbejder, TRAPUM og MeerTIME, med resultaterne beskrevet i en Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society papir offentliggjort i dag.

Millisekundpulsarer er ekstremt kompakte stjerner, der hovedsageligt består af neutroner, og er blandt de mest ekstreme objekter i universet:de pakker hundredtusindvis af gange Jordens masse i en kugle med en diameter på omkring 24 km; og spin med en hastighed på hundredvis af rotationer i sekundet. De udsender en stråle af radiobølger, der registreres af observatøren ved hver rotation, som et fyrtårn. Dannelsen af ​​disse objekter er stærkt forbedret i de stjernerige miljøer i centrene af kuglehobe.

"Det er virkelig spændende at se potentialet for at finde et stort antal nye millisekunders pulsarer i kuglehobe ved hjælp af det fremragende MeerKAT-teleskop." siger professor Ben Stappers, fra University of Manchester og co-PI i TRAPUM-projektet. "Det er også en forsmag på, hvad der vil være muligt med Square Kilometer Array-teleskopet, som MeerKAT er en af ​​forløberne for."

Hovedforfatter, Alessandro Ridolfi, en post-doc forsker ved INAF og MPIfR sagde:"Vi rettede MeerKAT-antennerne mod ni kugleformede klynger, og vi opdagede nye pulsarer i seks af dem." Fem af disse nye pulsarer kredser om en anden stjerne, og en af ​​disse, navngivet PSR J1823-3021G, er særligt interessant:"På grund af sin stærkt elliptiske bane, og massiv følgesvend, dette system er sandsynligvis resultatet af en udveksling af partnere:efter et "nærmøde":den oprindelige partner blev udvist og erstattet af en ny ledsagerstjerne, " fortsætter Ridolfi.

Tasha Gautam, doktorgradsforsker ved MPIfR i Bonn og medforfatter til papiret, forklarer:"Denne særlige pulsar kunne have en høj masse, mere end to gange solens masse, eller det kunne være det første bekræftede system dannet af en millisekundpulsar og en neutronstjerne. Hvis det bekræftes af aktuelle yderligere observationer, dette ville gøre denne millisekundpulsar til et formidabelt laboratorium til at studere fundamental fysik."

De otte nye pulsarer er kun toppen af ​​isbjerget:Observationerne, der førte til deres opdagelse, brugte kun omkring 40 af MeerKAT 64-antennerne og fokuserede kun på de centrale områder af kuglehobe.

TRAPUM-samarbejdet (TRansienterne og PUlsarerne med MeerKAT) er et af flere store undersøgelsesforslag (LSP), der er godkendt til at bruge MeerKAT-teleskopet. Det ledes i fællesskab af professor Stappers fra University of Manchester og og professor Kramer (MPIfR/UoM). TRAPUM vil søge himlen efter pulsarer og transienter ved hjælp af MeerKAT's ekstremt høje følsomhed. Et af de steder, de vil søge efter, er kuglehobe. Dette resultat er opnået i samarbejde med MeerTIME, en anden MeerKAT LSP, og brugte deres infrastruktur til at fange dataene.

Dette arbejde tjente også som et testbed for TRAPUM-samarbejdet for bedre at planlægge den fuldgyldige kugleklyngepulsarundersøgelse, som er i gang i øjeblikket, og som gør brug af alle de nuværende 64 retter (og dermed øges yderligere i følsomhed). Undersøgelsen vil udvide søgningen til mange flere kuglehobe, og vil også undersøge deres ydre regioner.

Drives af SARAO, MeerKAT er det største radioteleskop på den sydlige halvkugle og et af to SKA Observatory forløberinstrumenter i Sydafrika. Beliggende i Karoo-ørkenen, radioteleskopet vil snart blive udvidet med yderligere 20 skåle, bringer det samlede antal antenner op på 84 og bliver til "MeerKAT+". Dette vil senere gradvist blive integreret i den første fase af SKAO-projektet, hvis konstruktion snart begynder og vil fortsætte indtil 2027. De første videnskabelige observationer af MeerKAT+ kan begynde allerede i 2023, i teleskopets testfaser.