Nye FAST-opdagelser kaster lys over pulsarer

Ved at bruge fem hundrede meter Aperture Sfærisk radioteleskop (FAST), et forskerhold ledet af prof. Han Jinlin fra National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences (NAOC) har opdaget 201 pulsarer, inklusive mange meget svage pulsarer, 40 millisekunds pulsarer (MSP'er), og 16 pulsarer i binære.

Disse opdagelser blev offentliggjort i Forskning i astronomi og astrofysik .

Pulsarer er kompakte rester af lysets død, massive stjerner. De har det stærkeste magnetfelt, højeste tæthed og hurtigste rotation af ethvert himmellegeme i universet, og viser signifikante relativistiske effekter i systemer af binære kompakte stjerner.

Siden de første pulsarer blev opdaget i 1968, omkring 3, I alt er der fundet 000 pulsarer. Blandt dem, omkring 400 har en periode på mindre end 30 millisekunder og er meget stabile i rotation.

Prof. Han og hans team designede en snapshot-undersøgelsesstrategi, så en lille plet af himlen kan stirres i fem minutter med FAST og kan dækkes fuldt ud på 21 minutter. Denne undersøgelse er kendt som Galactic Plane Pulsar Snapshot (GPPS). Hele den synlige himmel nær Mælkevejen vil være fuldstændig jagtet for pulsarer i de næste fem år.

Dette er den første følsomme søgning efter svage pulsarer ned til microJy-niveauet og er blevet udvalgt som et af FASTs fem centrale videnskabelige projekter. En sådan undersøgelse kan detektere pulsarer med en fluxtæthed ned til 5 mikroJy, omkring en størrelsesorden svagere end tidligere undersøgelser fra andre radioteleskoper over hele verden.

Indtil nu, GPPS har søgt omkring 5% af den høvlede himmel og har opdaget 201 pulsarer. "På dette tidlige stadie af projektet, det er en imponerende total, " sagde prof. R.N. Manchester fra CSIRO Astronomy and Space Science, Australien.

Blandt de nyopdagede pulsarer, nogle har mærkelige pulsspredningsegenskaber. Dispersion er et mål for den samlede elektrontæthed langs vejen fra en pulsar til Jorden og er en god indikator for pulsarafstanden. Jo højere spredningsmål, jo større afstand. GPPS har afsløret pulsarer med meget høje spredningsmål, der udfordrer de bedste strømmodeller for elektrondensitetsfordeling i Mælkevejen.

Ifølge de bedste oplysninger om elektronfordeling i Mælkevejen, disse pulsarer burde være placeret uden for Mælkevejen. Imidlertid, det er mere sandsynligt, at disse pulsarer er placeret inde i Mælkevejen. Elektrondensiteten i Mælkevejen, især i retning af dens spiralarme, er formentlig undervurderet. Med andre ord, de nyopdagede pulsarer afslører flere elektroner i Mælkevejens spiralarme, end man nogensinde havde kendt til. De nye målinger forbedrer effektivt kendskabet til Mælkevejens elektronfordeling.

Omkring 40 pulsarer fundet i undersøgelsen har en periode på mindre end 30 millisekunder, gør dem til nyopdagede MSP'er. "GPPS-undersøgelsen har allerede øget antallet af kendte MSP'er med næsten 10 procent, en bemærkelsesværdig præstation, " sagde prof. Manchester. Blandt dem, 14 har en ledsager omkring, det samme gør de to langtidspulsarer. "Ingen tvivl, nogle af disse vil vise sig at være fremragende sonder af gravitationsteorier, " han tilføjede.

Ud over, GPPS har opdaget mange pulsarer med specielle funktioner. For eksempel, nogle producerer emissioner, der tænder og slukker eller udsender kun få impulser over mange minutter. Ud over, for mange tidligere kendte pulsarer, FAST-undersøgelsen har opnået data med ekstremt højt signal-til-støj-forhold, hvilket har forbedret parametrene for 64 pulsarer.

"FAST har løftet om studiet af kompakte objekter i universet, og hjælper os med at lære mere om den grundlæggende fysik og astrofysik, " sagde prof. Jim Cordes fra Cornell University, en anmelder af undersøgelsen.