_ Măsurătorile lățimii de bandă arată cum Semnalele pulsarilor se distorsionează pe măsură ce se deplasează prin spațiu

Un studiu care aruncă o lumină nouă asupra modului în care semnalele pulsarilor – rămășițele care se rotesc ale stelelor masive – distorsionează în timp ce călătoresc prin spațiu, publicat în The Astrophysical Journal, a fost condus de dr. Sofia Sheikh, cercetător al Institutului SETI, și realizat de o cohortă de mai mulți ani de cercetători de licență din filiala Penn State a clubului studențesc Pulsar Search Collaboratory.

Maura McLaughlin, președinte, profesor distins de fizică și astronomie Eberly, Universitatea West Virginia, a creat Pulsar Search Collaboratory pentru a implica studenți și studenți în știința pulsarilor și ea a ajutat la facilitarea accesului la datele utilizate în acest studiu.

Folosind datele de arhivă de la Observatorul Arecibo, echipa de studenți a găsit modele care arată cum se schimbă semnalele pulsarilor pe măsură ce se deplasează. mediul interstelar (ISM), gazul și praful care umple spațiul dintre stele. Echipa a măsurat lățimi de bandă de scintilație pentru 23 de pulsari, inclusiv date noi pentru șase pulsari nestudiați anterior.

Rezultatele au arătat că în aproape toate cazurile, lățimile de bandă măsurate au fost mai mari decât previziunile modelelor utilizate pe scară largă ale galaxiei, evidențiind o nevoie de actualizări ale modelelor actuale de densitate ISM.

„Această lucrare demonstrează valoarea seturilor de date mari, arhivate”, a spus autorul principal, Dr. Sheikh. „Chiar și ani după prăbușirea Observatorului Arecibo, datele sale continuă să deblocheze informații critice care ne pot îmbunătăți înțelegerea galaxiei și ne pot îmbunătăți capacitatea de a studia fenomene precum undele gravitaționale.”

Când lumina radio de la un pulsar călătorește. prin ISM, acesta este distorsionat într-un proces cunoscut sub numele de „scintilație interstelară difractivă” (DISS). Aceeași fizică care face ca lumina să se refracte în modele pe fundul unei piscine sau care face ca stelele să sclipească pe cerul nopții cauzează, de asemenea, DISS. În loc de apă dintr-o piscină sau aer din atmosferă, DISS apare atunci când norii de particule încărcate din spațiu fac ca lumina unui pulsar să „sclipească” în timp și în frecvență.

Colaborări precum NANOGrav Physics Frontiers Center folosesc pulsarii pentru a studia fundalul undelor gravitaționale, care poate ajuta cercetătorii să înțeleagă universul timpuriu și prevalența surselor de unde gravitaționale, cum ar fi gaura neagră supermasivă binare.

Măsurătorile de sincronizare a pulsarilor trebuie să fie extrem de precise pentru a măsura corect fundalul undelor gravitaționale. Rezultatele acestui studiu vor ajuta la modelarea mai bună a distorsiunilor cauzate de DISS, ceea ce va crește precizia măsurătorilor de sincronizare a pulsarilor din proiecte precum NANOGrav.

Studiul a constatat că modelele care încorporează structuri galactice, cum ar fi brațele spiralate. , tind să se potrivească mai bine cu datele DISS, în ciuda provocării de a modela cu precizie structura Căii Lactee. Mai mult, studiul a arătat că modelele au prezis cu cea mai mare acuratețe lățimile de bandă ale pulsarilor care au fost utilizați în dezvoltarea lor, în timp ce predicțiile pentru pulsari nou descoperiți au fost mai proaste. Acest lucru sugerează limitări care întăresc nevoia de actualizări continue a modelelor de structură galactică.

Acest studiu pilot, parte a studiului AO327 de la Arecibo, servește drept fundație pentru cercetările viitoare privind scintilația pulsarilor și undele gravitaționale. Prin extinderea studiului pilot la pulsari descoperiți mai recent în setul de date AO327 în viitor, echipa speră să îmbunătățească în continuare modelele de densitate ISM pentru colaborări care observă rețele de sincronizare a pulsarilor precum NANOGrav.

Această cercetare implică colaborarea între autori de la Institutul SETI, Penn State și Grupul NANOGrav de la Universitatea West Virginia. Echipa include cercetătorul SETI Institute Michael Lam și fostul cercetător SETI Institute Grayce Brown.

(Fluierul)