Tilstandsændring og kæmpe pulser fundet i en pulsar på millisekunder

Canadiske astronomer har identificeret tilstandsændringer og gigantiske impulser i millisekundpulsaren kendt som PSR B1957+20. Det er første gang, når funktionsændringsmekanisme er blevet observeret i en pulsar i millisekunder. Resultatet er beskrevet i et papir offentliggjort den 4. juli på arXiv pre-print server.

Radiopulsarer viser forskellige variationer i emission lige fra ekstremt korte udbrud som gigantiske impulser til langsigtede ændringer i deres emissionsprofiler. Nogle af dem udviser jævn tilstandsændring, hvor emissionsprofilen skifter mellem to eller flere kvasi-stabile emissioner. Til dato, tilstandsændring er kun blevet observeret i normale pulsarer.

Imidlertid, en nylig undersøgelse foretaget af et team af astronomer ledet af Nikhil Mahajan fra University of Toronto i Canada, viser, at tilstandsændringsprocessen også kan være til stede i millisekundpulsarer, da de observerede, at pulsprofilen af ​​pulsar PSR B1957+20 skifter mellem to tilstande.

Opdaget i 1988, PSR B1957+20, også kendt som "Black Widow Pulsar", er en 1,6 ms formørkende binær millisekundpulsar i stjernebilledet Sagitta. Den kredser med en brun dværg ledsager med en periode på 9,2 timer med en formørkelsesvarighed på cirka 20 minutter. Mahajans team observerede denne pulsar i over ni timer i fire daglige sessioner mellem den 13. og 16. juni, 2014 ved Arecibo Observatory i Puerto Rico, hvad der resulterede i at afdække ny indsigt i dens adfærd.

"Her, vi viser, at millisekundpulsaren PSR B1957+20 viser modusskift, og at egenskaberne for de gigantiske pulser, som vi fandt tidligere (i de samme data; Main et al. 2017) viser sammenhænge med tilstande, " står der i avisen.

Ifølge undersøgelsen, PSR B1957+20 skifter mellem to tilstande, med en typisk tid mellem tilstandsskift på kun 1,7 sekunder, eller cirka 1, 000 pulsperioder. Dette er den korteste tid mellem tilstandsændringer i pulsar observeret hidtil af astronomer som i almindelige pulsarer, disse tidsintervaller varierer fra minutter til lige uger.

De to tilstande observeret i PSR B1957+20 adskiller sig i både intensitet og cirkulær polarisering. De blev mærket "høj" (mere energisk) og "lav" (mindre energisk). Forskerne fandt ud af, at pulsaren er i høj tilstand omkring 60 procent af tiden og i lav tilstand omkring 35 procent af tiden. De resterende 5 procent af tiden blev tildelt overgang mellem de to tilstande.

Desuden, observationer udført ved Arecibo-observatoriet gjorde det muligt for astronomerne at opdage 1, 715 kæmpeimpulser i PSR B1957+20. De fandt ud af, at fordelingen af ​​gigantiske pulser med pulsfase er korreleret med modusændring.

"Vi finder også, at egenskaberne af de gigantiske impulser, der udsendes af PSR B1957+20, er korreleret med den almindelige emissions tilstand:deres hastighed og rotationsfasen, hvormed de udsendes, afhænger begge af tilstanden, " skrev forskerne i avisen.

Imidlertid, forfatterne af undersøgelsen bemærkede, at yderligere opfølgningsobservationer af PSR B1957+20 ved forskellige frekvenser er nødvendige for at kaste lys over årsagerne til tilstandsændringer og gigantiske impulser i denne pulsar.

© 2018 Phys.org