Astronomer risikerer en tur i en drivende karrusel for at forstå pulserende stjerner

Hvad der lyder som en mave-vende-tur i en forlystelsespark, kan være nøglen til at opklare den mystiske mekanisme, der får radiobølger til at skyde ud fra pulsarer-supermagnetiske roterende stjerner i vores galakse.

Ny forskning fra Curtin University, opnået ved hjælp af Murchison Widefield Array (MWA) radioteleskop placeret i den vestlige australske outback, antyder, at svaret kunne ligge i en 'drivende karrusel' fundet i en særlig klasse af pulsarer.

Curtin ph.d.-studerende Sam McSweeney, der ledede forskningen som en del af sit ph.d.-projekt med ARC Center of Excellence for All-sky Astrophysics (CAASTRO) og International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR), beskrev pulsarer som ekstremt tætte neutronstjerner, der udsender stråler af radiobølger.

"Disse pulsarer vejer omkring en halv million gange Jordens masse, men er kun 20 km på tværs, " sagde hr. McSweeney.

"De får tilnavnet 'fyrtårne ​​i rummet', fordi de ser ud til at 'pulsere' én gang pr. rotationsperiode, og deres fejende lyssignal kan ses gennem teleskoper med usædvanligt regelmæssige intervaller. "

Tusindvis af pulsarer er blevet set siden deres første opdagelse i slutningen af ​​1960'erne, men der er stadig spørgsmål om, hvorfor disse stjerner udsender radiostråler i første omgang, og hvilken type emissionsmodel der bedst beskriver radiobølgerne, eller 'lys', at vi ser.

"Den klassiske pulsarmodel viser den emission, der skyder ud fra pulsarens magnetiske poler som en lyskegle, " sagde hr. McSweeney.

"Men signalet, som vi observerer med vores teleskoper, antyder en meget mere kompleks struktur bag denne emission - sandsynligvis kommer fra flere emissionsregioner, ikke kun én."

'Drivende karrusel'-modellen formår at forklare denne kompleksitet meget bedre, beskriver emissionen som kommer fra pletter af ladede partikler, arrangeret i en roterende ring omkring magnetfeltlinjer, eller en karrusel.

"Når hvert plaster frigiver stråling, rotationen genererer en lille drift i det observerede signal fra disse sub-impulser, som vi kan detektere ved hjælp af MWA, " sagde hr. McSweeney.

"Lejlighedsvis, vi oplever, at denne sub-puls-karrusel bliver hurtigere og derefter langsommere igen, som kan være vores bedste vindue ind i plasmafysikken, der ligger til grund for pulsaremissionen. "

En mulighed forskerne i øjeblikket tester er, at overfladetemperaturen er ansvarlig for karruselens skiftende rotationshastighed:lokaliserede 'hotspots' på pulsaroverfladen kan få den til at fremskynde.

"Vi vil observere individuelle pulser fra disse drivende pulsarer på tværs af en lang række radiofrekvenser, med lavere frekvensdata end nogensinde før, " sagde hr. McSweeney.

"At se på den samme pulsar med forskellige teleskoper samtidigt vil give os mulighed for at spore emissionen i forskellige højder over deres overflade."

Forskerne planlægger at kombinere data fra MWA, Giant Meter -wave Radio Telescope in India og CSIRO Parkes Radio Telescope i New South Wales for - bogstaveligt talt - at komme til bunds i de mystiske pulser.

Et papir, der forklarer forskningen "Low Frequency Observations of the Subpulse Drifter PSR J0034-0721 with the Murchison Widefield Array" blev for nylig offentliggjort i The Astrofysisk Journal .