Astronomi kan være en vanskelig forretning på grund af de store involverede afstande. Heldigvis har astronomer udviklet en række værktøjer og strategier gennem årene, der hjælper dem med at studere fjerne objekter mere detaljeret. Foruden jordbaserede og rumbaserede teleskoper er der også teknikken kendt som gravitationslinsering, hvor tyngdekraften af et mellemliggende objekt bruges til at forstørre lys fra en fjernere genstand.
For nylig brugte et team af canadiske astronomer denne teknik til at observere en formørkende binær millisekund pulsar, der ligger omkring 6500 lysår væk. I henhold til en undersøgelse produceret af teamet observerede de to intense strålingsregioner omkring en stjerne (en brun dværg) for at gennemføre observationer af den anden stjerne (en pulsar) - hvilket tilfældigvis var den højeste opløsningsobservationer i astronomisk historie.
Undersøgelsen med titlen "Pulsar-emission forstærket og opløst ved plasmalinsering i en formørkende binær", dukkede for nylig op i tidsskriftet Natur. Undersøgelsen blev ledet af Robert Main, en ph.d.-astronomistudent ved University of Toronto's Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics, og omfattede medlemmer fra det canadiske institut for teoretisk astrofysik, Perimeter Institute for Theoretical Physics og det canadiske institut for avanceret forskning.
Systemet, de observerede, er kendt som ”Black Widow Pulsar”, et binært system, der består af en brun dværg og et millisekund pulsar, der kredser tæt på hinanden. På grund af deres nærhed til hinanden har videnskabsmænd bestemt, at pulsaren aktivt opsuger materiale fra sin brune dværgkompis og til sidst vil forbruge det. Opdaget i 1988, har navnet "Black Widow" siden været anvendt til andre lignende binære filer.
Observationer foretaget af det canadiske team blev muliggjort takket være den sjældne geometri og egenskaber ved den binære - specifikt den "vågne" eller kometlignende gashal, der strækker sig fra den brune dværg til pulsaren. Som Robert Main, hovedforfatteren af papiret, forklarede i en pressemeddelelse fra Dunlap Institute:
”Gassen fungerer som et forstørrelsesglas lige foran pulsaren. Vi ser i det væsentlige på pulsaren gennem en naturligt forekommende lup, der med jævne mellemrum giver os mulighed for at se de to regioner hver for sig. ”
Som alle pulsarer er "Black Widow" en hurtigt roterende neutronstjerne, der roterer med en hastighed på over 600 gange i sekundet. Når den drejer, udsender den stråler fra de to polære hotspots, som har en strøende virkning, når de observeres på afstand. Den brune dværg er i mellemtiden cirka en tredjedel af Solens diameter, ligger ca. to millioner km fra pulsaren og kredser om en gang hver 9. time.
Fordi de er så tæt på hinanden, er den brune dværg tidligt låst til pulsaren og sprænges af stærk stråling. Denne intense stråling opvarmer den ene side af den relativt kølige brune dværg til temperaturer på ca. 6000 ° C (10.832 ° F), den samme temperatur som vores sol. På grund af den stråling og gasser, der passerer mellem dem, forstyrrer emissionerne fra pulsaren hinanden, hvilket gør dem vanskelige at studere.
Astronomer har imidlertid længe forstået, at disse samme regioner kunne bruges som "interstellare linser", der kunne lokalisere pulsaremissionsregioner og således muliggøre deres undersøgelse. Tidligere har astronomer kun været i stand til at løse emissionskomponenter marginalt. Men takket være Mains og hans kollegers indsats kunne de observere to intense stråling, der ligger 20 kilometer fra hinanden.
Ud over at være en hidtil uset høj opløsning observation, kunne resultaterne af denne undersøgelse give indsigt i arten af de mystiske fænomener kendt som Fast Radio Bursts (FRB). Som Main forklarede:
”Mange observerede egenskaber ved FRB'er kunne forklares, hvis de forstærkes af plasmalinser. Egenskaberne ved de amplificerede impulser, som vi detekterede i vores undersøgelse, viser en bemærkelsesværdig lighed med bursts fra den gentagne FRB, hvilket antyder, at den gentagne FRB kan linse med plasma i dens værtsgalakse. ”
Det er en spændende tid for astronomer, hvor forbedrede instrumenter og metoder ikke kun giver mulighed for mere nøjagtige observationer, men også leverer data, der kan løse mangeårige mysterier. Det ser ud til, at der med få dage bliver fascinerende nye opdagelser gjort!
