Siitä lähtien, kun ne ensimmäisen kerran löydettiin 1960-luvun lopulla, pulsarit ovat edelleen kiehtoneet tähtitieteilijöitä. Vaikka tuhansia näitä sykkiviä, pyöriviä tähtiä on havaittu viimeisen viiden vuosikymmenen aikana, niistä on edelleen paljon, mikä väistää meitä. Esimerkiksi, vaikka jotkut lähettävät sekä radio- että gammasätepulsseja, toiset rajoittuvat joko radio- tai gammasäteilyyn.
Kahden kansainvälisen tähtitieteilijäryhmän tekemän parin tutkimuksen ansiosta voimme kuitenkin saada lähempänä ymmärrystä, miksi näin on. Kahden pulssarin (Geminga ja B0355 + 54) Chandra-röntgen-observatorion keräämien tietojen perusteella ryhmät pystyivät osoittamaan, kuinka niiden päästöt ja niiden (niiden, jotka muistuttavat meduusoja muistuttavat) sumun rakenne voisivat olla yhteydessä toisiinsa.
Nämä tutkimukset, ”PSR B0355 + 54: n luomat syvät Chandra-havainnot Pulsar-tuulen ummistosta” ja “Geminga's Puzzling Pulsar Wind Nebula” julkaistiin Astrofysikaalinen päiväl. Molemmat joukkueet luottivat Chandran observatorion röntgendataan tutkiakseen Geminga- ja B0355 + 54-pulsaatoreita ja niihin liittyviä pulsar-tuulen sumuja (PWN).
Geminga- ja B0355 + 54 -pulsaattorit ovat melko samanlaisia 800 ja 3400 valovuoden päässä maasta (vastaavasti). Sen lisäksi, että heillä on samanlaiset kiertokaudet (5 kertaa sekunnissa), ne ovat myös suunnilleen saman ikäisiä (~ 500 miljoonaa vuotta). Geminga säteilee kuitenkin vain gammasäteimpulsseja, kun taas B0355 + 54 on yksi kirkkaimmista tunnetuista radiosäteistä, mutta ei säteile mitään havaittavissa olevia gammasäteitä.
Lisäksi heidän henkilökohtaiset suojautumisnopeutensa rakenteet ovat melko erilaisia. Chandra-röntgendatan ja Spitzer-infrapunadatan avulla luotujen yhdistelmäkuvien perusteella toinen muistuttaa meduusaa, jonka jänteet ovat rentoutuneet, kun taas toinen näyttää suljettuna ja taipuneena meduusana. Kuten Bettina Posselt - Penn Staten tähtitieteen ja astrofysiikan laitoksen vanhempi tutkijatohtori ja Geminga-tutkimuksen pääkirjailija - kertoi Space Magazinelle sähköpostitse:
”Chandran tiedot tuottivat kaksi hyvin erilaista röntgenkuvaa pulsar-tuulen sumusta Geminga- ja PSR B0355 + 54 -pulssarien ympärillä. Vaikka Gemingalla on selkeä kolmihäntäinen rakenne, kuvaa PSR B0355 + 54 näyttää yhden leveän hännän, jolla on useita alarakenteita. "
Todennäköisesti Geminga- ja B0355 + 54-pyrstöt ovat kapeita suihkukoneita, jotka ovat peräisin pulsarin spin-navoista. Nämä suihkut ovat kohtisuorassa donitsin muotoiseen kiekkoon (alias toru), joka ympäröi pulsaatoreita päiväntasaajan alueita. Noel Klingler, George Washingtonin yliopiston jatko-opiskelija ja B0355 + 54 -lehden kirjoittaja, kertoi Space Magazinelle sähköpostitse:
”Tähtienvälinen väliaine (ISM) ei ole täydellinen tyhjiö, joten koska molemmat näistä pulsareista kiertävät avaruutta läpi satoja kilometrejä sekunnissa, ISM: n hiukkasmäärät aiheuttavat painetta, työntäen siten taaksepäin / taivuttamalla pulsarin tuulasumua. pulssarien takana, kuten käy ilmi Chandran röntgen observatorion saamista kuvista. "
Heidän näennäiset rakenteensa näyttävät johtuvan niiden sijoittelusta Maan suhteen. Geminga-tapauksessa toruksen näkymä on reunaa vasten, kun suihkut osoittavat sivuille. B0355 + 54: n tapauksessa torus nähdään kasvot päin, kun suihkut osoittavat sekä kohti maata että poispäin. Näkökulmasta katsottuna nämä suihkukoneet näyttävät olevan toistensa päällä, minkä vuoksi näyttää siltä, että sillä on kaksinkertainen häntä. Kuten Posselt kuvaa sitä:
”Molemmat rakenteet voidaan selittää samalla pulsar-tuulasumujen yleisellä mallilla. Syyt erilaisiin kuviin ovat (a) katselunäkymämme ja (b) kuinka nopeasti ja mihin pulsaari liikkuu. Yleensä tällaisten pulsaaristen tuulasumujen havaittavissa olevat rakenteet voidaan kuvata päiväntasaavalla toruksella ja napaisilla suihkulla. Torun ja suihkukoneiden toimintaan (esim. Taivutettuihin suihkukoneisiin) voi vaikuttaa "pääntuuli" tähtienvälisestä väliaineesta, johon pulsar liikkuu. Toruksen, suihkukoneiden katselukulmasta ja pulsarin liikkeestä riippuen erilaiset kuvat havaitsevat Chandran röntgen observatorio. Geminga näkyy "sivulta" (tai reunaan nähden toruksen suhteen) suihkukoneiden ollessa karkeasti taivaan tasossa, kun taas B0355 + 54: n kohdalla katsomme melkein suoraan yhteen napoihin. "
Tämä suunta voisi myös auttaa selittämään, miksi kaksi pulssia näyttävät lähettävän erityyppisiä sähkömagneettista säteilyä. Pohjimmiltaan magneettinapojen - jotka ovat lähellä niiden spin-napoja - ovat mistä pulsarin radiosäteilyjen uskotaan olevan peräisin. Samaan aikaan gammasäteiden uskotaan säteilevän Pulsarin spin-päiväntasaajaa pitkin, missä torus sijaitsee.
”Kuvista ilmenee, että näemme Gemingan reunalta (ts. Katsomalla sen päiväntasaajaa), koska näemme röntgensäteet hiukkasista, jotka on johdettu taivaalle osoitettuihin kahteen suihkukoneeseen (jotka ovat alun perin linjassa radiosäteiden kanssa). , eikä maan päällä ”, Klingler sanoi. ”Tämä selittää miksi näemme gammasäteitä vain Gemingalta. Kuvat osoittavat myös, että tarkastelemme B0355 + 54 ylhäältä alaspäin (ts. Yhden navan yläpuolella, tarkastelemalla suuttimia). Joten kun pulsaari pyörii, radiosäteen keskipiste pyyhkäisee maan yli, ja havaitsemme pulssit; mutta gammasäteet lähetetään suoraan ulos Psarsarin päiväntasaajasta, joten emme näe niitä B0355: stä. "
"Kunkin pulssarin (missä ovat navat ja päiväntasaaja) gesometriset rajoitukset, jotka tulevat pulsaarisesta tuulen sumusta, auttavat selittämään havainnot, jotka koskevat näiden kahden neutronitähden radio- ja gammasäteiden pulsseja", sanoi Posselt. ”Esimerkiksi Geminga vaikuttaa radionaaliselta (ei voimakkaita radiopulsseja), koska meillä ei ole suoraa näkymää napoihin ja pulssisäteilyä pidetään tuottavan lähellä napoja sijaitsevaa aluetta. Mutta Geminga osoittaa voimakkaita gammasäteitä, koska niitä ei tuoteta napoissa, vaan lähempänä päiväntasaajan aluetta. "
Nämä havainnot olivat osa laajempaa kampanjaa tutkia kuutta pulssaria, joiden on havaittu lähettävän gammasäteitä. Kampanjaa johtaa Roger Romani Stanfordin yliopistosta yhteistyössä GWU: n (Oleg Kargaltsev), Pennin osavaltion yliopiston (George Pavlov) ja Harvardin yliopiston (Patrick Slane) astronomien ja tutkijoiden kanssa.
Paitsi, että nämä tutkimukset valaisevat uutta valoa pulsar-tuulen sumun ominaisuuksiin, ne tarjoavat myös havainnollista näyttöä tähtitieteilijöiden luomiseksi parempia teoreettisia malleja pulsaareista. Lisäksi näiden kaltaiset tutkimukset - jotka tutkivat pulsaaristen magnetosfäärien geometriaa - voisivat antaa tähtitieteilijöille mahdollisuuden arvioida paremmin räjähtäneiden tähteiden kokonaismäärää galaksissamme.
Kun tiedetään kulma-alue, jolla pulsaattorit ovat havaittavissa, heidän pitäisi pystyä paremmin arvioimaan määrä, joka ei ole näkyvissä maasta. Vielä yksi tapa, jolla tähtitieteilijät työskentelevät löytääkseen taivaallisia esineitä, jotka voisivat piiloutua ihmiskunnan sokeissa pisteissä!
