Observationsdata fra ni pulsarer, inklusive Crab-pulsaren, antyder, at disse hurtigt spinnende neutronstjerner udsender den elektromagnetiske ækvivalent af en sonisk bom, og en model, der er oprettet for at forstå dette fænomen, viser, at kilden til emissionerne kunne køre hurtigere end lysets hastighed . Forskere siger, at når polarisationsstrømmene i disse emissioner piskes rundt med en mekanisme, der ligner en synkrotron, kunne kilderne køre op til seks gange lyshastighed eller 1,8 millioner km i sekundet. Selvom strålingskilden imidlertid overstiger lysets hastighed, bevæger den udsendte stråling sig ved normal lyshastighed, når den forlader kilden. ”Dette er ikke science fiction, og ingen fysiklove blev brudt i denne model,” sagde John Singleton fra Los Alamos National Laboratory på en presse briefing på American Astronomical Society-mødet i Washington, DC. "Og Einsteins teori om særlig relativitet er ikke krænket."
Denne model, kaldet den superluminale model af pulsarer, blev beskrevet af Singleton og kollega Andrea Schmidt som at løse mange ubesvarede spørgsmål om pulsarer. ”Vi kan redegøre for en række sandsynligheder med denne model,” sagde Singleton, “og der er en enorm mængde af tilgængelige observationsdata, så der vil være gode muligheder for at verificere dette. ”
Pulsarer udsender utroligt regelmæssige, korte bursts af radiobølger. Inden for emissionerne fra impulserne bevæger de cirkulerende polarisationsstrømme sig i en cirkulær bane, og dens udsendte stråling er analog med den for elektronsynkrotronfaciliteter, der bruges til at producere stråling fra fjerninfrarød til røntgen til eksperimenter i biologi og andre fag. Med andre ord er pulsaren en meget bredbåndskilde til stråling.
Men, sagde Singleton, at kilden bevæger sig hurtigere end lysets hastighed resulterer i en flux, der svinger som en funktion af frekvensen. ”På trods af den store hastighed på selve polarisationsstrømmen betyder de små forskydninger af de ladede partikler, der udgør den, at deres hastigheder forbliver langsommere end lys,” sagde han.
Disse superluminal polarisationsstrømme er forstyrrelser i pulsars plasma-atmosfære, hvor modsat ladede partikler forskydes med små mængder i modsatte retninger; de induceres af neutronstjernens roterende magnetfelt. Dette skaber den elektromagnetiske ækvivalent af en lydbom fra accelererende supersoniske fly. Ligesom “bommen” kan være meget højt langt fra flyet, forbliver de analoge signaler fra pulsaren intense over meget lange afstande.
Tilbage i 1980'erne viste Nobelprisvinderen Vitaly Ginzburg og kolleger, at sådanne hurtigere end lyspolarisationsstrømme vil fungere som kilder til elektromagnetisk stråling. Siden da er teorien blevet udviklet af Houshang Ardavan fra Cambridge University, UK, og adskillige jordbaserede demonstrationer af princippet er blevet udført i Storbritannien, Rusland og USA. Indtil videre har polariseringsstrømme, der kører med op til seks gange lysets hastighed, vist sig at udsende tæt fokuserede bursts af stråling ved de jordbaserede eksperimenter.
Selvom Singleton og Schmidt meget teknisk præsentation ganske vist var over hovedet på mange tilstedeværende (og ser online), sagde LANL-forskere, at den superluminale model passer til data fra Crab-pulsaren og otte andre pulsarer, der spænder over elektromagnetiske frekvenser fra radio til røntgenstråler. I begge tilfælde stod superluminalmodellen for hele datasættet over 16 frekvensstørrelsesordener med i det væsentlige kun to justerbare parametre. I modsætning til tidligere forsøg, hvor flere forskellige modeller er blevet brugt til at passe til små frekvensområder af pulsarspektre, sagde Schmidt, at en enkelt emissionsproces kan redegøre for hele pulsarspektret.
”Vi tror, vi kan forklare alle observationsdata ved hjælp af denne metode,” sagde Singleton.
På spørgsmålet sagde Singleton, at de har modtaget nogle fjendtlige reaktioner på deres model fra pulsarsamfundet, men at mange andre er blevet "bortskaffet velgørende, fordi det forklarer en masse af deres data."
Lead billedtekst: Kunstnerens indtryk af en anomal røntgenpulsar. Kredit: ESA
Papers: Singleton et al., Ardavan, et al., Ardavan, et al
Kilder: AAS pressekonference, LANL,
