Den nåværende forståelsen av en pulsar. Klikk for å forstørre
Astronomer har oppdaget en veldig uvanlig pulsar som ser ut til å slå seg av fra tid til annen. Denne pulsaren senker rotasjonen, men denne retardasjonen øker når den er aktiv. Denne bremsemekanismen er relatert til de kraftige radioutslippene. I løpet av sin aktive fase blir en vind av partikler spydd av og stjeler noe av dens rotasjonsenergi.
Astronomer som bruker det 76 m lange Lovell radioteleskopet ved University of Manchester Jodrell Bank Observatory har oppdaget en veldig merkelig pulsar som hjelper til med å forklare hvordan pulsarer fungerer som 'kosmiske klokker' og bekrefter teorier som ble fremmet for 37 år siden for å forklare måten pulsarer sender ut deres vanlige stråler av radiobølger - ansett for å være et av de vanskeligste problemene innen astrofysikk. Forskningen deres, nå publisert i Science Express, avslører en pulsar som bare er 'på' en del av tiden. Den rare pulsaren snurrer om sin egen akse og bremser ned 50% raskere når den er ‘på’ sammenlignet med når den er ‘av’.
Pulsars er tette, sterkt magnetiserte nøytronstjerner som er født i en voldsom eksplosjon som markerer døden til massive stjerner. De fungerer som kosmiske fyrtårn når de projiserer en roterende stråle av radiobølger over galaksen. Dr. Michael Kramer forklarer, “Pulsars er en fysikers drøm. De er laget av den mest ekstreme saken som vi kjenner til i universet, og deres meget stabile rotasjon gjør dem til superpresise kosmiske klokker - men, pinlig, vet vi ikke hvordan disse klokkene fungerer. Denne oppdagelsen strekker seg langt mot å løse dette problemet. ”
Den nåværende forståelsen av en pulsar. Den sentrale nøytronstjernen er sterkt magnetisert og avgir en radiostråle langs dens magnetiske akse, som er skråstilt til rotasjonsaksen. Det sterke magnetfeltet fører til slutt til ekstraksjon av partikler fra overflaten, og fyller den omkringliggende, såkalte magnetosfæren med plasma. Størrelsen på magnetosfæren er gitt av avstanden der plasmakrotasjonen når lysets hastighet, den såkalte lyssylinderen. Plasmaet som skaper radioutslipp etterlater til slutt lyssylinderen som en pulsarvind, som gir et dreiemoment på pulsaren, og bidrar med omtrent 50% til den observerte avtrekk i rotasjonen.
Forskerteamet, ledet av Dr. Kramer, fant en pulsar som bare er periodisk aktiv. Det vises som en vanlig pulsar i omtrent en uke og deretter "slås av" i omtrent en måned før den sender ut pulser igjen. Pulsaren, kalt PSR B1931 + 24, er unik i denne oppførselen og gir astronomer en mulighet til å sammenligne dens stille og aktive faser. Ettersom det er stille mesteparten av tiden, er det vanskelig å oppdage, noe som antyder at det kan være mange andre lignende objekter som hittil har sluppet unna deteksjon.
Prof Andrew Lyne påpeker at “Etter oppdagelsen av pulsarer foreslo teoretikere at sterke elektriske felt rive partikler ut av nøytronstjernes overflate i en omkringliggende magnetisert sky av plasma kalt magnetosfæren - men i nesten 40 år hadde det ikke vært noen måte å teste om vår grunnleggende forståelse var riktig. ”
Astronomer fra University of Manchester var strålende fornøyde da de fant ut at denne pulsaren saktere raskere når pulsaren er på enn når den er av. Dr Christine Jordan påpeker viktigheten av denne oppdagelsen, "Vi kan tydelig se at noe treffer bremsene når pulsaren er på."
Denne bruddmekanismen må være relatert til radioutslippet og prosessene som skaper den og den ytterligere avtakningen kan forklares med en vind av partikler som forlater pulsars magnetosfære og fører bort rotasjonsenergi. "En slik bremseeffekt av pulsarvinden var forventet, men nå, endelig, har vi observasjonsbevis for det," legger Dr. Duncan Lorimer til.
Mengden av bremsing kan være relatert til antall ladninger som forlater pulsarmagnetosfæren. Dr Kramer forklarer deres overraskelse da det ble funnet at det resulterende antallet var innenfor 2% av de teoretiske forutsigelsene. “Vi ble veldig sjokkerte da vi så disse tallene på skjermene våre. Gitt pulsars kompleksitet, forventet vi aldri at magnetosfærsteorien skulle fungere så bra. "
Prof Lyne oppsummerte resultatet: "Det er utrolig at vi etter nesten 40 år ikke bare har funnet et nytt, uvanlig, pulsarfenomen, men også en veldig uventet måte å bekrefte noen grunnleggende teorier om pulsarenes natur."
Originalkilde: PPARC News Release
