Den aktuelle forståelse af en pulsar. Klik for at forstørre
Astronomer har opdaget en meget usædvanlig pulsar, der ser ud til at slukke fra tid til anden. Denne pulsar bremser sin rotationshastighed, men denne deceleration øges, når den er aktiv. Denne bremsemekanisme er relateret til de kraftige radioemissioner. I sin aktive fase bliver en vind af partikler slukket ud og stjæler noget af dens rotationsenergi.
Astronomer, der bruger det 76 m lange Lovell-radioteleskop ved University of Manchester's Jodrell Bank Observatory, har opdaget en meget mærkelig pulsar, der hjælper med at forklare, hvordan pulsarer fungerer som 'kosmiske ure' og bekræfter teorier fremsat for 37 år siden for at forklare den måde, pulsarer udsender deres regelmæssige stråler af radiobølger - betragtes som et af de sværeste problemer inden for astrofysik. Deres forskning, der nu er offentliggjort i Science Express, afslører en pulsar, der kun er 'tændt' en del af tiden. Den mærkelige pulsar drejer rundt om sin egen akse og bremser 50% hurtigere, når den er 'tændt' sammenlignet med når den er 'slukket'.
Pulsarer er tætte, stærkt magnetiserede neutronstjerner, der er født i en voldelig eksplosion, der markerer døden af massive stjerner. De fungerer som kosmiske fyrtårne, når de projicerer en roterende stråle af radiobølger over galaksen. Dr. Michael Kramer forklarer, ”Pulsars er en fysikers drøm. De er lavet af det mest ekstreme stof, som vi kender til i universet, og deres meget stabile rotation gør dem til superpræcise kosmiske ure - men, pinligt, ved vi ikke, hvordan disse ure fungerer. Denne opdagelse går langt i retning af at løse dette problem. ”
Den aktuelle forståelse af en pulsar. Den centrale neutronstjerne er stærkt magnetiseret og udsender en radiostråle langs dens magnetiske akse, der er skråtstillet til rotationsaksen. Det stærke magnetfelt fører til sidst til ekstraktion af partikler fra overfladen og fylder den omgivende, såkaldte magnetosfære med plasma. Størrelsen på magnetosfæren er angivet af afstanden, hvor plasmako-rotation når lysets hastighed, den såkaldte lyscylinder. Plasmaet, der skaber radioemissionen, efterlader efterhånden lyscylinderen som en pulsarvind, der tilvejebringer et drejningsmoment på pulsaren, hvilket bidrager med ca. 50% til dens observerede afmatning i rotation.
Forskerteamet, ledet af Dr. Kramer, fandt en pulsar, der kun er periodisk aktiv. Det vises som en normal pulsar i cirka en uge og “slukker” derefter i cirka en måned, før den udsender pulser igen. Pulsaren, kaldet PSR B1931 + 24, er unik i denne opførsel og giver astronomer en mulighed for at sammenligne dens stille og aktive faser. Da det er stille det meste af tiden, er det vanskeligt at opdage, hvilket antyder, at der kan være mange andre lignende objekter, der hidtil har undgået detektion.
Prof Andrew Lyne påpeger, at ”Efter opdagelsen af pulsarer foreslog teoretikere, at stærke elektriske felter sprækker partikler ud af neutronstjerneoverfladen i en omgivende magnetiseret sky af plasma kaldet magnetosfæren - men i næsten 40 år havde der ikke været nogen måde at teste, om vores grundlæggende forståelse var korrekt. ”
Astronomer fra University of Manchester var henrykte over, da de fandt, at denne pulsar sænker hurtigere, når pulsaren er tændt, end når den er slukket. Dr Christine Jordan påpeger vigtigheden af denne opdagelse, "Vi kan tydeligt se, at noget rammer bremserne, når pulsaren er tændt."
Denne brudmekanisme skal være relateret til radioemissionen og processerne, der skaber den, og den yderligere afmatning kan forklares med en vind af partikler, der forlader pulsars magnetosfære og transporterer roterende energi. ”En sådan bremseeffekt af pulsarvinden var forventet, men nu har vi endelig observationsbevis for det” tilføjer dr. Duncan Lorimer.
Mængden af bremsning kan relateres til antallet af ladninger, der forlader den pulsære magnetosfære. Dr. Kramer forklarede deres overraskelse, da det blev konstateret, at det resulterende antal var inden for 2% af de teoretiske forudsigelser. ”Vi var virkelig chokeret, da vi så disse numre på vores skærme. I betragtning af pulsars kompleksitet forventede vi aldrig rigtig, at magnetosfærsteorien ville fungere så godt. ”
Prof Lyne opsummerede resultatet: ”Det er forbløffende, at vi efter næsten 40 år ikke kun har fundet et nyt, usædvanligt, pulsært fenomen, men også en meget uventet måde at bekræfte nogle grundlæggende teorier om pulsars karakter.”
Original kilde: PPARC nyhedsmeddelelse
