For første gang har NASAs Fermi Gamma-ray Space Telescope oppdaget en ny gruppe pulsarer ved å bruke bare sine gammastråleutslipp, i mangel av radiosignaler strålt til jorden. De 16 nye objektene er rapportert i denne ukens utgave av Science Express, i en studie basert på University of California i Santa Cruz.
En pulsar er en raskt spinnende nøytronstjerne, den tette kjernen som etterlates etter en supernovaeksplosjon. De fleste av de 1800 kjente pulsarene ble funnet gjennom deres periodiske radioutslipp.
"Dette er de første pulsars som noensinne er blitt oppdaget av gammastråler, og vi har allerede funnet 16," sa medforfatter Robert Johnson, en UC Santa Cruz-fysiker. "Det var mistanke om eksistensen av en stor populasjon radio-stille pulsarer før dette, men inntil Fermi ble lansert, var bare en radio-stille pulsar kjent, og den ble først oppdaget i røntgenstråler."
Av de 16 gammastrålepulsarene er 13 assosiert med uidentifiserte gammastrålekilder tidligere oppdaget av EGRET-instrumentet på Compton Gamma-ray Observatory. EGRET oppdaget nesten 300 gammastrålepunktskilder, men klarte ikke å oppdage pulsasjoner fra disse kildene, hvorav de fleste har forblitt uidentifisert, sa Pablo Saz Parkinson, også en SCIPP-postdoktor og tilsvarende forfatter av papiret.
Saz Parkinson sa: "Det har vært et langvarig spørsmål om hva som kan føre til de uidentifiserte kildene, og de nye Fermi-resultatene forteller oss at mange av dem er pulsarer. "Disse funnene gir oss også viktige ledetråder om mekanismen for pulsarutslipp."
En pulsar avgir smale stråler av radiobølger fra magnetpolene til nøytronstjernen, og bjelkene sveiper rundt som et fyrtårn fordi magnetpolene ikke er på linje med stjernens spinnakse. Hvis radiostrålen savner jorden, kan ikke pulsaren oppdages av radioteleskoper. Fermis evne til å oppdage så mange radiostille gammastrålepulsarer indikerer at gammastrålene sendes ut i en stråle som er bredere og mer vifteaktig enn radiostrålen.
Teamet identifiserte gamma-ray pulsars i data fra Fermis Large Area Telescope (LAT). Marcus Ziegler, en postdoktorisk forsker ved UC Santa Cruz og tilsvarende forfatter av papiret, sa at deteksjon av gammastrålepulsasjoner fra en typisk kilde krever uker eller måneder med data fra LAT.
"Fra den svakeste pulsaren vi studerte, ser LAT bare to gammastråle-fotoner om dagen," sa Ziegler.
De veldig intense magnetiske og elektriske feltene til en pulsar akselererer ladede partikler til nesten lysets hastighet, og disse partiklene er til syvende og sist ansvarlige for gammastråleutslipp.
Fordi stjernens rotasjon gir utslippene, reduseres isolerte pulsarer når de eldes og mister energi. Men en binær ledsagerstjerne kan mate materiale til en pulsar og spinne det opp til en rotasjonshastighet på 100 til 1000 ganger i sekundet. Disse kalles millisekund pulsarer, og Fermi-forskere oppdaget gammastrålepulsasjoner fra åtte millisekund pulsarer som tidligere ble oppdaget ved radiobølgelengder. Disse resultatene er rapportert i en andre studie som også ble publisert i 2. juli-utgaven av Science Express.
"Fermi har virkelig enestående kraft for å oppdage og studere gamma-ray pulsars," sa Paul Ray fra Naval Research Laboratory i Washington. "Siden bortfallet av Compton Gamma Ray Observatory for ti år siden, har vi lurt på hva slags uidentifiserte gammastrålekilder det oppdaget i vår galakse. Disse studiene fra Fermi løfter sløret for mange av dem. ”
Lead billed caption: Dette himmelskartet viser posisjonene til 16 nye pulsarer (gule) og åtte millisekund pulsarer (magenta) studert ved hjelp av Fermis LAT. Kreditt: NASA / DOE / Fermi LAT-samarbeid
kilder: Vitenskap og UC Santa Cruz, via EurekAlert.
