Astronomia może być trudnym przedsięwzięciem ze względu na duże odległości. Na szczęście astronomowie opracowali na przestrzeni lat szereg narzędzi i strategii, które pomagają im w dokładniejszym badaniu odległych obiektów. Oprócz teleskopów naziemnych i kosmicznych istnieje również technika znana jako soczewkowanie grawitacyjne, w której grawitacja obiektu pośredniego służy do powiększania światła pochodzącego z bardziej odległego obiektu.
Ostatnio zespół kanadyjskich astronomów zastosował tę technikę do zaobserwowania zaćmienia podwójnego pulsara milisekundowego znajdującego się w odległości około 6500 lat świetlnych. Według badań opracowanych przez zespół zaobserwowali dwa intensywne regiony promieniowania wokół jednej gwiazdy (brązowy karzeł), aby przeprowadzić obserwacje drugiej gwiazdy (pulsara) - które okazały się być obserwacjami o najwyższej rozdzielczości w historii astronomii.
Badanie, zatytułowane „Emisja pulsów wzmocniona i rozwiązana przez soczewkowanie plazmy w zaćmieniu binarnym”, niedawno ukazało się w czasopiśmie Natura. Badanie było prowadzone przez Roberta Maina, doktora astronomii na Uniwersytecie w Toronto Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics, i obejmowało członków z Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, Perimeter Institute for Theoretical Physics oraz Canadian Institute for Advanced Research.
System, który obserwowali, znany jest jako „Pulsar Czarnej Wdowy”, układ podwójny, który składa się z brązowego karła i pulsara milisekundowego krążących blisko siebie. Z powodu ich bliskiej odległości naukowcy ustalili, że pulsar aktywnie wysysa materiał ze swego towarzysza brązowego karła i ostatecznie go pochłonie. Odkryta w 1988 r. Nazwa „Czarna wdowa” zaczęła być stosowana do innych podobnych plików binarnych.
Obserwacje dokonane przez zespół kanadyjski były możliwe dzięki rzadkiej geometrii i charakterystyce układu podwójnego - w szczególności „budzika” lub kometopodobnego ogona gazu, który rozciąga się od brązowego karła do pulsara. Jak wyjaśnił Robert Main, główny autor artykułu, w komunikacie prasowym Dunlap Institute:
„Gaz działa jak szkło powiększające tuż przed pulsarem. Zasadniczo patrzymy na pulsar przez naturalnie występującą lupę, która okresowo pozwala nam widzieć oba regiony osobno. ”
Podobnie jak wszystkie pulsary, „Czarna Wdowa” jest szybko obracającą się gwiazdą neutronową, która obraca się z prędkością ponad 600 razy na sekundę. Podczas wirowania emituje wiązki promieniowania z dwóch biegunowych punktów zapalnych, które obserwują z daleka efekt stroboskopowy. Tymczasem brązowy karzeł ma około jednej trzeciej średnicy Słońca, znajduje się około dwóch milionów kilometrów od pulsara i okrąża go raz na 9 godzin.
Ponieważ są one tak blisko siebie, brązowy karzeł jest przypięty przypływowo do pulsara i zostaje ostrzelany silnym promieniowaniem. To intensywne promieniowanie ogrzewa jedną stronę stosunkowo chłodnego brązowego karła do temperatur około 6000 ° C (10832 ° F), tej samej temperatury co nasze Słońce. Ze względu na przepływające między nimi promieniowanie i gazy emisje pochodzące z pulsara zakłócają się wzajemnie, co utrudnia ich badanie.
Jednak astronomowie od dawna rozumieją, że te same regiony można wykorzystać jako „soczewki międzygwiezdne”, które mogłyby zlokalizować regiony emisji pulsarów, umożliwiając w ten sposób ich badanie. W przeszłości astronomowie byli w stanie jedynie nieznacznie rozwiązać komponenty emisji. Ale dzięki staraniom Maina i jego współpracowników byli w stanie obserwować dwa intensywne rozbłyski promieniowania rozmieszczone w odległości 20 kilometrów od siebie.
Oprócz tego, że jest to obserwacja o niespotykanej dotąd rozdzielczości, wyniki tego badania mogą zapewnić wgląd w naturę tajemniczych zjawisk znanych jako szybkie wybuchy radiowe (FRB). Jak wyjaśnił Main:
„Wiele zaobserwowanych właściwości FRB można wyjaśnić, jeśli są wzmacniane przez soczewki plazmowe. Właściwości amplifikowanych impulsów, które wykryliśmy w naszym badaniu, wykazują niezwykłe podobieństwo do wybuchów powtarzającego się FRB, co sugeruje, że powtarzający się FRB może być soczewkowany przez plazmę w swojej galaktyce gospodarza. ”
To ekscytujący czas dla astronomów, w którym ulepszone instrumenty i metody pozwalają nie tylko na dokładniejsze obserwacje, ale także dostarczają danych, które mogłyby rozwiązać dawno znane tajemnice. Wygląda na to, że co kilka dni dokonuje się nowych fascynujących odkryć!
