Blīvs, apaļš zvaigžņu puduris netālu no mūsu Piena Ceļa galaktikas centra satur strauji vērpjošu milisekunžu pulsa bušeru stropu, saka astronomi, kuri klasterī atklājuši 21 jaunu pulsāru, izmantojot Nacionālā zinātnes fonda 100 metru garo Robertu C. Kopu, kuru sauc Terzan 5 tagad ir pulsars rekords ar 24, ieskaitot trīs, kas zināmi pirms GBT novērojumiem.
"Mēs saskārāmies ar džekpotu, kad apskatījām šo kopu," sacīja Skots Ransoms, Nacionālās radioastronomijas observatorijas astronoms Šarlotesvilā, VA. “Šajā klasterī ir ne tikai daudz pulsatora - un mēs joprojām paredzam, ka tajā atradīsim vairāk -, bet tajā esošie pulsāri ir ļoti interesanti. Tajos ietilpst vismaz 13 binārajās sistēmās, no kurām divas aizēno, un četri visātrāk apveidotajos klasteros zināmie visātrāk rotējošie pulsori ar diviem ātrākajiem rotējošajiem gandrīz 600 reizes sekundē, aptuveni tikpat ātri kā sadzīves maisītājā, ”piebilda Ransoms. . Ransom un viņa kolēģi ziņoja par saviem atklājumiem Amerikas astronomijas biedrības sanāksmē San Diego, Kalifornijā, un tiešsaistes žurnālā Science Express.
Gaidāms, ka zvaigžņu kopas neskaitāmais pulss sniegs jaunas informācijas kulināriju ne tikai par pašiem pulsāriem, bet arī par blīvo zvaigžņu vidi, kurā tie dzīvo, un, iespējams, pat par kodolfiziku, norāda zinātnieki. Piemēram, sākotnējie mērījumi norāda, ka divi no pulsāriem ir masīvāki, nekā to atļautu daži teorētiskie modeļi. "Visi šie eksotiskie pulsētāji mūs aizkavēs gados," sacīja Monreālas Makgillas universitātes doktorants Džeisons Hessels.
Globālie kopas ir blīvas aglomerācijas, kurās ir līdz miljoniem zvaigžņu, un tās visas veidojas aptuveni tajā pašā laikā. Pulsāri ir vērpjošas, superdensētas neitronu zvaigznes, kas griežas ap radioviļņu vai gaismas bākām. Neitronu zvaigzne ir tā, kas paliek pēc tam, kad masveida zvaigzne savas dzīves beigās eksplodē kā supernova.
Pulsāri Terzan 5 ir sarežģītas vēstures produkts. Zvaigznes klasterī izveidojušās apmēram pirms 10 miljardiem gadu, apgalvo astronomi. Dažas no kopas masīvākajām zvaigznēm eksplodēja un pēc dažiem miljoniem gadu atstāja neitronu zvaigznes kā paliekas. Parasti šīs neitronu zvaigznes vairs neuzskatītu par ātri rotējošiem pulsatoriem: to spinēšana būtu palēninājusies intensīvā magnētiskā lauka “vilkšanas” dēļ, līdz “bākas” efekts vairs nav novērojams.
Tomēr blīvā zvaigžņu koncentrācija klasterī pulsāriem piešķīra jaunu dzīvi. Globālā klastera kodolā miljons zvaigžņu var būt iesaiņotas apjomā, kas viegli iederas starp Sauli un mūsu tuvāko kaimiņu zvaigzni. Šādos tuvu kvartālos zvaigznes var iet garām pietiekami tuvu, lai veidotu jaunus bināros pārus, sadalītos šādos pāros, un binārās sistēmas pat var tirgot partnerus, piemēram, sarežģīta kosmiska kvadrātdeja. Kad neitronu zvaigzne pārī ar “parasto” pavadošo zvaigzni, tās spēcīgā gravitācijas vilkme var novadīt materiālu no pavadoņa uz neitronu zvaigzni. Tas arī daļu no pavadoņa griešanās vai leņķiskā impulsa pārnes uz neitronu zvaigzni, tādējādi “pārstrādājot” neitronu zvaigzni strauji rotējošā milisekundē impulsa. Terzan 5 šī procesa rezultātā visi atklātie pulsori ātri rotē.
Astronomi iepriekš bija atklājuši trīs pulsārus Terzan 5, aptuveni 28 000 gaismas gadu attālumā Strēlnieka zvaigznājā, taču bija aizdomas, ka tādu ir vairāk. 2004. gada 17. jūlijā Ransom un viņa kolēģi izmantoja GBT un 6 stundu novērojumā atrada 14 jaunus pulsārus, kas ir visvairāk jebkad atrasti vienā novērojumā.
"Tas bija iespējams, pateicoties lielajai GBT jutībai un mūsu aizmugures procesora jaunajām iespējām," sacīja Ingrīda Trepja, Britu Kolumbijas universitātes profesore Vankūverā. Procesors, kas attiecīgi nosaukts par Pulsar Spigot, tika uzbūvēts sadarbībā starp NRAO un Kalifornijas Tehnoloģiju institūtu. Procesors, kas stundā ģenerē gandrīz 100 gigabaitus datu, ļāva astronomiem savākt un analizēt radioviļņus plašā frekvenču diapazonā (1650–250 MegaHertz), papildinot viņu sistēmas jutīgumu.
Vēl astoņi novērojumi laikā no 2004. gada jūlija līdz novembrim Terzan 5 atklāja vēl septiņus papildu pulsantus. Turklāt astronomu dati liecina par vēl vairākiem pulsāriem, kas joprojām jāapstiprina.
Turpmākie pulsara pētījumi Terzan 5 palīdzēs zinātniekiem izprast kopas dabu un sarežģīto zvaigžņu mijiedarbību tā blīvajā kodolā. Vairāki no pulsāriem piedāvā arī jaunu zinātnisko informāciju. Zinātniekiem ir aizdomas, ka viens pulsars, kas parāda dīvainus savas radio izstarojuma aptumsumus, nesen ir pārdevis savu sākotnējo bināro pavadoni citam, un vēl diviem citiem ir baltā pundura pavadoņi, kuri, viņuprāt, varētu būt radušies neitronu zvaigznes un sarkan-milzu zvaigzne. Šajās divās sistēmās novērotos smalkos efektus var izskaidrot ar Einšteina vispārējo relativistisko gravitācijas teoriju un norādīt, ka neitronu zvaigznes ir masīvākas, nekā ļauj dažas teorijas. Materiāls neitronu zvaigznī ir tikpat blīvs kā atoma kodolā, tāpēc šis fakts ietekmē kodolfiziku, kā arī astrofiziku.
“Visu šo pulsa atrašana ir bijusi ārkārtīgi aizraujoša, taču satraukums tikko ir sācies,” sacīja Ransoms. "Tagad mēs varam sākt tos izmantot kā bagātu un vērtīgu kosmisko laboratoriju," viņš piebilda.
Papildus Ransom, Hessels un Trepēm pētnieku komandā bija Paulo Freire no Arecibo observatorijas Puertoriko, Fernando Camilo no Kolumbijas universitātes, Victoria Kaspi no McGill universitātes un David Kaplan no Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta.
Nacionālā radioastronomijas observatorija ir Nacionālā zinātnes fonda iekārta, kuru saskaņā ar sadarbības līgumu pārvalda asociētās universitātes, Inc. Pulsara pētījumu atbalstīja arī Kanādas Inovāciju, zinātnes un inženierzinātņu pētījumu fonds, Kvebekas dabas pētījumu fonds un tehnoloģija, Kanādas progresīvo pētījumu institūts, Kanādas Pētniecības krēslu programma un Nacionālais zinātnes fonds.
Oriģinālais avots: NRAO ziņu izlaidums
