Po raz pierwszy kosmiczny teleskop Fermi Gamma NASA dostrzegł nową grupę pulsarów wykorzystujących jedynie emisję promieniowania gamma, przy braku sygnałów radiowych wysyłanych na Ziemię. 16 nowych obiektów zostało zgłoszonych w tym tygodniu w Science Express, w badaniu przeprowadzonym na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz.
Pulsar to szybko wirująca gwiazda neutronowa, gęsty rdzeń pozostawiony po wybuchu supernowej. Większość z 1800 znanych pulsarów znaleziono podczas okresowych emisji radiowych.
„Są to pierwsze pulsary kiedykolwiek wykryte przez same promienie gamma, a my już znaleźliśmy 16”, powiedział współautor Robert Johnson, fizyk z UC Santa Cruz. „Wcześniej podejrzewano istnienie dużej populacji cichych radiowo pulsarów, ale do momentu uruchomienia Fermi znany był tylko jeden cichy radiowo pulsar, który został po raz pierwszy wykryty w promieniach rentgenowskich”.
Spośród 16 pulsarów promieniowania gamma 13 jest związanych z niezidentyfikowanymi źródłami promieniowania gamma wykrytymi wcześniej przez instrument EGRET w obserwatorium promieniowania gamma Compton. EGRET wykrył prawie 300 źródeł punktowych promieniowania gamma, ale nie był w stanie wykryć pulsacji z tych źródeł, z których większość pozostaje niezidentyfikowana, powiedział Pablo Saz Parkinson, również badacz podoktorancki SCIPP i odpowiadający autor artykułu.
„To było od dawna pytanie, co może zasilać te niezidentyfikowane źródła, a nowe wyniki Fermi mówią nam, że wiele z nich to pulsary”, powiedział Saz Parkinson. „Te odkrycia dostarczają nam również ważnych wskazówek na temat mechanizmu emisji pulsarów”.
Pulsar emituje wąskie wiązki fal radiowych z biegunów magnetycznych gwiazdy neutronowej, a wiązki omiatają się niczym latarnia morska, ponieważ bieguny magnetyczne nie są wyrównane z osią obrotu gwiazdy. Jeśli wiązka radiowa nie trafi w Ziemię, pulsar nie może zostać wykryty przez radioteleskopy. Zdolność Fermiego do wykrycia tak wielu cichych radiowo pulsarów gamma wskazuje, że promienie gamma są emitowane w wiązce, która jest szersza i bardziej podobna do wentylatora niż wiązka radiowa.
Zespół zidentyfikował pulsary promieniowania gamma w danych z Teleskopu Dużego Obszaru Fermiego (LAT). Marcus Ziegler, badacz z tytułem doktora w UC Santa Cruz i odpowiedni autor artykułu, powiedział, że wykrycie pulsacji promieniowania gamma z typowego źródła wymaga tygodni lub miesięcy danych z LAT.
„Z najsłabszego badanego pulsara LAT widzi tylko dwa fotony promieniowania gamma dziennie”, powiedział Ziegler.
Bardzo intensywne pola magnetyczne i elektryczne pulsara przyspieszają naładowane cząstki prawie do prędkości światła, a cząstki te są ostatecznie odpowiedzialne za emisję promieniowania gamma.
Ponieważ obrót gwiazdy napędza emisje, izolowane pulsary zwalniają wraz z wiekiem i tracą energię. Ale gwiazda binarna towarzysząca może podawać materiał do pulsara i obracać go z prędkością 100 do 1000 razy na sekundę. Są to tak zwane pulsary milisekundowe, a naukowcy z Fermi wykryli pulsacje promieniowania gamma z ośmiu pulsarów milisekundowych, które zostały wcześniej odkryte dla fal radiowych. Wyniki te zostały przedstawione w drugim badaniu opublikowanym również w wydaniu z 2 lipca 2006 r Science Express.
„Fermi ma naprawdę niespotykaną moc odkrywania i badania pulsarów promieniowania gamma” - powiedział Paul Ray z Naval Research Laboratory w Waszyngtonie. „Od czasu upadku obserwatorium Compton Gamma Ray dziesięć lat temu zastanawialiśmy się nad naturą niezidentyfikowanych źródeł promieniowania gamma, które wykrył w naszej galaktyce. Te badania Fermiego podnoszą zasłonę wielu z nich. ”
Podpis pod zdjęciem: Ta mapa całego nieba pokazuje pozycje 16 nowych pulsarów (żółty) i ośmiu milisekundowych pulsarów (magenta) badanych za pomocą LAT Fermiego. Źródło: NASA / DOE / Fermi LAT Collaboration
Źródła: Nauka i UC Santa Cruz, via Eurekalert.
