Astronomer som använder Fermi Gamma-ray Space Telescope har hittat en förvånansvärt ung, kraftfull och lysande millisekund pulsar. Men det här nya föremålet är bara en ung, född endast för cirka 25 miljoner år sedan.
"Det är lite som att hitta Justin Bieber när du trodde att du var på en Rolling Stones-konsert," sa Victoria Kaspi, fysikprofessor, McGill University i Montreal, under en telefonkonferens om två nya upptäckter som gjordes med Fermi-teleskopet. "Fermi har representerat ett stort steg framåt när det gäller att hitta saker som inte kunde ha föreställts för 25 år sedan."
Förutom den mycket unga och ljusa pulsaren, meddelade forskare att de också har upptäckt en uppsättning av nio tidigare okända gammastrålpulser, en ny typ som har extremt låg ljusstyrka. Dessa avslöjades med en ny teknik för att effektivare siktas genom Fermi-data.
Den unga millisekund pulsaren, med namnet PSR J1823? 3021A, hittades i det globulära klustret NGC 6624, inte långt från centrum av vår galax. Fermi har upptäckt pulsars i kulakluster tidigare, men vanligtvis är det de kombinerade gammastrålarna från många gamla pulsars i klustren. Men överraskande här gången har gammastrålarna härstammat från bara en mycket kraftfull millisekund pulsar.
"Först trodde vi att det kanske var hundra millisekund pulsars, men nu ser vi att det bara är en," sa Paulo Freire, från Max Planck-institutet för radioastronomi i Bonn, Tyskland, och talade också med reportrar under telefonkonferensen. Freire är huvudförfattare på ett nytt papper publicerat i Astrophysical Journal. ”Det måste ha bildats nyligen baserat på hur snabbt den avger energi. Det är lite som att hitta ett skrikande barn i ett lugnt åldershem. Detta var en ganska förvånande upptäckt för alla inblandade. ”
En pulsar är en typ av neutronstjärna som avger elektromagnetisk energi med jämna mellanrum och sänder ut signaler nästan som en fyr. Pulsars som kombinerar otrolig densitet med extrem rotation kallas millisekund pulsars. Dessa millisekund pulsars är särskilt fascinerande, eftersom de är stadsstora sfärer ungefär hälften miljoner gånger jordens massa och snurrar upp till 43 000 varv per minut.
Millisekund pulsars tros uppnå sådana hastigheter eftersom de är gravitationsbundna i binära system med normala stjärnor. Under en del av deras stellarliv rinner gas från den normala stjärnan till pulsaren. Med tiden snurrar påverkan av denna fallande gas gradvis upp pulsarens rotation.
De nio nya pulsars med låg ljusstyrka som finns med Fermi avger mindre gammastrålning än de tidigare kända och roterar bara mellan tre och tolv gånger per sekund. Endast en av dessa pulsarer hittades senare också att avge radiovågor. Utan den nya tekniken skulle astronomer inte ha hittat denna svaga pulsars.
"Vi använde en ny typ av hierarkisk algoritm som vi ursprungligen hade utvecklat för att leta efter gravitationsvågor, och vi blev snabbt belönade," säger Bruce Allen, chef för Max Planck Institute for Gravitational Physics, en medförfattare om den senaste tiden upptäckter.
Med hjälp av det som kallas en blind sökning, kontrollerar datorer många olika kombinationer av position och rotationsbeteende, för att se om de matchar ankomsttiderna för fotoner som träffar Fermi Large Area Telescope (LAT) som kommer från samma riktning. Sökningen använde de 8000 fotoner som bedömdes vara mest troliga att komma från en pulsar på den erkända positionen, som Fermis LAT hade samlat under sina tre år i omloppsbana. När fotonens ankomsttider matchar med den förmodade pulsarpositionen och rotationsmodellen visas ett regelbundet toppmönster i gammastrålfotonräknningarna, som en funktion av pulsars rotationsläge, och en ny gammastrålpulsar har varit upptäckt.
"Det är lite som att sila genom en hög med sand som letar efter diamanter," sade Allen och tillade att sökningen pågår och de hoppas kunna hitta mer.
Dessutom, sade Allen, kan användare av [e-postskyddad] -projekt nu vara en del av denna sökning för att hjälpa specifikt att söka efter den första rena gammastråle-millisekund-pulsar. Allen är chef för detta projekt och sa att denna upptäckt skulle vara ett betydande bidrag till vår förståelse av pulsars.
NASA har en ny interaktiv webbfunktion om Fermi och de 100 pulsars som den nu har hittat.
Källor: Max Planck Institute, NASA, Mer info, bilder och vidoes på denna NASA-sida
