Tiivis, ympyränmuotoinen tähtiryhmä lähellä Linnunradan galaksiamme keskustaa pitää sisällään nopeasti pyörivien millisekunnin pulsareiden sumisevan mehiläispesän. Tähtitieteilijöiden mukaan kansallisen tiedesäätiön 100-metrisen Robert C: n avulla klusterista löydettiin 21 uutta pulssaria. Ryhmä, nimeltään Terzan 5: llä on nyt pulsareiden ennätys 24: llä, joista kolme tunnetaan ennen GBT-havaintoja.
"Osutimme jättipottiin katsoessamme tätä klusteria", sanoi Scott Ransom, tähtitieteilijä National Radio Astronomy Observatoryssa Charlottesvillessa, VA. "Tässä klusterissa ei ole vain paljon pulsareita - ja odotamme silti löytää lisää siitä -, mutta pulssurit siinä ovat erittäin mielenkiintoisia. Niitä on ainakin 13 binaarijärjestelmissä, joista kaksi pimenee, ja neljä nopeimmin pyörivää pulsseria, jotka tunnetaan missä tahansa pyöreässä klusterissa. Kaksi nopeinta pyörivät melkein 600 kertaa sekunnissa, suunnilleen yhtä nopeasti kuin kotisekoitin ”, Ransom lisäsi. . Ransom ja hänen kollegansa kertoivat havainnoistaan American Astronomical Society -kokouksessa San Diegossa, Kaliforniassa, ja online-lehdessä Science Express.
Tähtiklusterin lukuisten pulssureiden odotetaan tuottavan uutta tietoa paitsi itse pulsaareista, myös tutkijoiden tiheästä tähtien ympäristöstä, jossa he asuvat, ja todennäköisesti jopa ydinfysiikasta. Esimerkiksi alustavat mittaukset osoittavat, että kaksi pulssista on massiivisempaa kuin jotkut teoreettiset mallit sallisi. "Kaikki nämä eksoottiset pulsaattorit pitävät meidät kiireisenä tulevina vuosina", kertoi Montrealin McGill-yliopiston jatko-opiskelija Jason Hessels.
Globular klusterit ovat tiheä taajama jopa miljoonia tähtiä, jotka kaikki muodostuivat samaan aikaan. Pulsaarit pyörivät, superdensoivat neutronitähdet, jotka pyörittävät radioaaltojen tai majakan säteilykehää pyöriessään. Neutronitähti on mitä jäljelle jää, kun massiivinen tähti räjähtää supernovana elämänsä lopussa.
Terzan 5: n pulsaattorit ovat monimutkaisen historian tuote. Klusterin tähdet muodostuivat noin 10 miljardia vuotta sitten, tähtitieteilijät sanovat. Jotkut klusterin massiivisimmista tähdistä räjähtivat ja jättivät neutronitähtien jäännökseksi vain muutaman miljoonan vuoden kuluttua. Normaalisti näitä neutronitähtiä ei enää pidetä nopeasti pyörivinä pulsareina: niiden spin olisi hidastunut voimakkaiden magneettikenttien "vetäytymisen" takia, kunnes "majakka" -vaikutus ei ole enää havaittavissa.
Tähtien tiheä konsentraatio klusterissa antoi kuitenkin pulsareille uuden elämän. Pyöreän klusterin ytimessä jopa miljoona tähteä voidaan pakata tilavuuteen, joka sopisi helposti Auringon ja lähimmän naapuritähtimme väliin. Tällaisissa läheisissä osissa tähdet voivat kulkea tarpeeksi lähellä muodostamaan uusia binaarisia pareja, jakamaan tällaisia pareja, ja binaariset järjestelmät voivat jopa kauppakumppaneina, kuten hienostunut kosminen neliötanssi. Kun neutronitähti pariutuu “normaalin” seuratähden kanssa, sen voimakas painovoimaveto voi vetää materiaalia seuralaisesta neutronitähtiin. Tämä siirtää myös osan seuralaisen spinistä tai kulmavirrasta neutronitähtiin, jolloin "kierrättää" neutronitähden nopeasti pyörivään millisekunnin pulssiin. Terzan 5: ssä kaikki löydetyt pulsaattorit pyörivät nopeasti tämän prosessin seurauksena.
Tähtitieteilijät olivat aiemmin löytäneet kolme pulssaria Terzan 5: stä, noin 28 000 valovuotta etäisyydeltä Jousimiehen tähdistöstä, mutta epäillään, että niitä oli enemmän. Ransom ja hänen kollegansa käyttivät 17. heinäkuuta 2004 GBT: tä, ja löysivät 6 tunnin havainnossa 14 uutta pulssaria, eniten koskaan havaittuja yhdessä havainnossa.
"Tämä oli mahdollista GBT: n suuren herkkyyden ja taustaprosessorimme uusien ominaisuuksien takia", kertoi Vancouverissa sijaitsevan British Columbian yliopiston professori Ingrid Stairs. Prosessori, nimeltään sopivasti Pulsar Spigot, rakennettiin NRAO: n ja Kalifornian teknillisen instituutin yhteistyössä. Prosessori, joka tuottaa lähes 100 gigatavua dataa tunnissa, antoi tähtitieteilijöille mahdollisuuden kerätä ja analysoida radioaaltoja laajalla taajuusalueella (1650 - 2250 MegaHertz) lisäämällä järjestelmän herkkyyttä.
Kahdeksan lisähavaintoa heinäkuun ja marraskuun 2004 välisenä aikana löysi seitsemän lisäpulssaria Terzan 5: ssä. Lisäksi tähtitieteilijöiden tiedot osoittavat, että vielä useita pulsereita on vielä vahvistettava.
Terzan 5: n tulevien pulsaattoreiden tutkimukset auttavat tutkijoita ymmärtämään klusterin luonnetta ja tähten monimutkaisia vuorovaikutuksia sen tiheässä ytimessä. Useat pulsaattorit tarjoavat myös rikkaan määrän uutta tieteellistä tietoa. Tutkijat epäilevät, että yksi pulsaari, joka osoittaa ominaisia häiriöitä radioaktiivisesta säteilystään, on hiljattain vaihtanut alkuperäisen binaarikaverinsa toiselle, ja kahdella muulla on valko-kääpiökumppaneita, joiden mielestä ne ovat voineet syntyä neutronitähden ja puna-jättiläinen tähti. Näissä kahdessa järjestelmässä havaitut hienovaraiset vaikutukset voidaan selittää Einsteinin yleisellä relativistisella painovoiman teorialla ja osoittaa, että neutronitähdet ovat massiivisemmat kuin joidenkin teorioiden sallivat. Materiaali neutronitähdessä on yhtä tiheää kuin atomitumassa, joten tällä tosiasialla on vaikutuksia ydinfysiikkaan ja astrofysiikkaan.
"Kaikkien näiden pulssureiden löytäminen on ollut erittäin jännittävää, mutta jännitys on vasta alkanut", Ransom sanoi. "Nyt voimme alkaa käyttää niitä rikkaana ja arvokkaana kosmisena laboratoriona", hän lisäsi.
Ransomin, Hessels and Stairsin lisäksi tutkimusryhmään kuuluivat Paulo Freire Arecibon observatoriosta Puerto Ricossa, Fernando Camilo Columbian yliopistosta, Victoria Kaspi McGill Universitystä ja David Kaplan Massachusetts Institute of Technologystä.
National Radio Astronomy Observatory on Kansallisen tiedesäätiön laitos, jota ylläpitää Associated Universities, Inc. yhteistyösopimuksella. Pulsar-tutkimusta tuki myös Kanadan innovaatio-, tiede- ja tekniikan tutkimuksen säätiö, Kanada, Quebecin luonnontutkimussäätiö. ja tekniikka, Kanadan syventävän tutkimuksen instituutti, Kanadan tutkimustuoliohjelma ja Kansallinen tiedesäätiö.
Alkuperäinen lähde: NRAO-lehdistötiedote