15:55 2023-01-26
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Nouă creaturi noi și exotice pentru grădina zoologică pulsar
_ Nouă noi și creaturi exotice pentru grădina zoologică cu pulsari
Cercetătorii care folosesc MeerKAT în Africa de Sud au descoperit pulsari de nouă milisecunde, majoritatea în sisteme binare rare și uneori neobișnuite, ca primul rezultat al unui sondaj țintit. O echipă internațională cu contribuții semnificative de la AEI (Hannover) și MPIfR (Bonn) a selectat 79 de surse neidentificate asemănătoare pulsarilor din observațiile telescopului spațial cu raze gamma Fermi de la NASA și le-a observat la frecvențe radio cu MeerKAT.
Folosind această metodă încercată și testată cu o matrice de telescoape de ultimă generație are avantaje semnificative față de studiile anterioare. Echipa a descoperit nouă stele neutronice care se rotesc rapid, majoritatea cu proprietăți neobișnuite. Cercetarea lor este publicată în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
„Sondajul nostru TRAPUM a folosit MeerKAT, un radiotelescop relativ nou și extraordinar de sensibil, împreună cu un software de analiză dedicat pentru a observa o selecție de pulsari foarte promițători. surse asemănătoare”, spune Colin Clark, lider de grup la Institutul Max Planck pentru Fizică Gravitațională (Institutul Albert Einstein; AEI) din Hanovra și autorul principal al studiului. „Recompensa pentru eforturile noastre este ceva cu care putem fi mândri: am descoperit nouă pulsari noi în milisecunde, dintre care unele sunt destul de neobișnuite.”
Echipa a folosit o abordare testată și testată pentru a descoperi noi milisecunde. pulsarii. Catalogul Fermi Large Area Telescope compila surse de raze gamma din opt ani de observații cu telescopul spațial Fermi Gamma-ray de la NASA. Acest catalog conține informații despre pozițiile cerului surselor, energiile razelor lor gamma și variațiile luminozității razelor lor gamma în timp.
„Am folosit metode de învățare automată pentru a determina probabilitatea pulsarilor pentru toate Fermi. surse de catalog neasociate cu obiectele cerești cunoscute”, explică Clark. „După ce am identificat cele mai multe surse asemănătoare pulsarilor din catalogul Fermi, ne-am redus lista țintă la acele surse care cel mai probabil ar fi detectate de sondajul nostru. Am observat 79 de surse cu MeerKAT.”
MeerKAT este o serie de 64 de antene antene, fiecare cu un diametru efectiv de 13,5 metri în Karoo, Africa de Sud. MeerKAT oferă o sensibilitate fără precedent la sursele din emisfera cerească sudică, cu capacitatea de a detecta surse care sunt de aproximativ cinci ori mai slabe decât oricare care poate fi găsită cu următorul cel mai puternic telescop din emisfera sudică.
Transitorii și pulsarii. folosind proiectul MeerKAT (TRAPUM) Large Survey Project folosește această sensibilitate pentru a căuta noi pulsari în părțile cerului unde este cel mai probabil să se găsească: clustere globulare, galaxii din apropiere, rămășițe de supernovă și, în acest caz, surse de raze gamma neidentificate. . Acest lucru a necesitat dezvoltarea unui hardware de calcul dedicat care combină datele de la antenele MeerKAT într-un singur radiotelescop virtual mare, care poate observa simultan aproape 500 de poziții ale cerului apropiate.
Acest sondaj TRAPUM a surselor Fermi a exploatat suplimentar sensibilitatea oferită de MeerKAT pentru a reduce timpii de observație la doar 10 minute, mult mai scurt decât observațiile de o oră necesare anterior pentru a găsi pulsari în aceste surse.
Observațiile scurte au multe avantaje: mai multe surse pot fi vizate într-un interval limitat. timp de observare. Sursele pot fi observate în mod repetat, ceea ce crește șansa de a observa un nou pulsar radio, deoarece este posibil să nu fie detectabile în timpul primei treceri de sondaj. Sondajul pulsar TRAPUM a făcut două observații pentru fiecare sursă. Analiza observațiilor scurte este mai puțin solicitantă din punct de vedere computațional decât analiza observațiilor mai lungi. În cele din urmă, mișcarea orbitală în sistemele binare poate face pulsarii radio mai dificil de detectat. În timpul scurt de observare, mișcarea pulsarului este aproape constantă și, prin urmare, efectul dăunător al schimbării mișcării orbitale este atenuat.
Pe lângă sensibilitatea absolută, matricea MeerKAT oferă un avantaj suplimentar față de alte telescoape cu o singură antenă. Amprenta sa de 8 kilometri îi permite să identifice locația noilor surse cu o precizie foarte mare, permițând studii ulterioare rapide la alte lungimi de undă.
Căutarea pulsarilor în cantități mari de date obținute în timpul observațiilor TRAPUM necesită o mulțime de de putere de calcul și o schimbare rapidă pentru a elibera spațiu de stocare pentru observații ulterioare.
„Am rulat conducte de analiză a datelor concepute special pe 120 de unități de procesare grafică (GPU) într-un cluster de calcul dedicat pentru a ne analiza. Observații ale sondajului MeerKAT. Am găsit rapid candidați pentru pulsari de nouă milisecunde și i-am confirmat pe toți prin observații suplimentare MeerKAT", spune Ewan Barr, lider de grup la Institutul Max Planck pentru Radio Astronomie și om de știință al proiectului TRAPUM.
„Este grozav că am putea folosi și observațiile de confirmare pentru a rafina pozițiile cerului cu capacitatea MeerKAT de a eșantiona cerul într-o grilă densă. Acest lucru este de neprețuit pentru studii ulterioare la diferite lungimi de undă.”
Unul. a dis acoperirile, numite PSR J1526−2744, au fost studiate îndeaproape ulterior. În urma detectării acestui pulsar radio într-un sistem binar, cercetătorii au detectat și pulsațiile razelor gamma ale stelei neutronice. Folosind toate datele Fermi disponibile, ei ar putea studia cu precizie mișcarea orbitală și ar putea determina proprietățile sistemului binar. Cel mai probabil, steaua cu neutroni orbitează centrul comun de masă cu o pitică albă ușoară în puțin mai puțin de cinci ore. Acest lucru l-ar transforma în sistemul binar pulsar-pitic alb cu a doua cea mai scurtă perioadă orbitală.
Echipa a căutat, de asemenea, unde gravitaționale continue din PSR J1526−2744. Dacă steaua cu neutroni ar fi deformată, ar emite unde gravitaționale cu o frecvență de rotație dublă. Cercetătorii au folosit toate datele LIGO avansate disponibile public din ciclurile O1, O2 și O3. Deoarece știau exact mișcarea pulsarului în sistemul binar din observațiile cu raze gamma, echipa de cercetare a atins sensibilitatea maximă posibilă de căutare pentru undele gravitaționale.
Chiar dacă echipa nu a observat unde gravitaționale continue de la PSR J1526. −2744, au putut măsura cât de mult se abate steaua neutronică de la aximetria perfectă. „Știm acum că PSR J1526−2744 este într-adevăr foarte simetric. Am arătat că ecuatorul stelei neutronice nu se poate abate de la un cerc perfect cu mult mai mult decât lățimea unui păr uman”, spune Anjana Ashok, Ph.D. student în cadrul grupului de cercetare independent Max Planck „Continuous Gravitational Waves” de la AEI Hanovra, care a condus căutarea undelor gravitaționale.
Alți doi pulsari, denumiti PSR J1036–4353 și PSR J1803−6707, sunt tipice. Sisteme pulsare „redback” constând din stele neutronice cu stele însoțitoare de cel puțin un sfert din masa Soarelui nostru. Acești pulsari se evaporă și își distrug însoțitorii de-a lungul timpului, de unde și referirea la omonimul lor păianjen, păianjenii roșii australieni ale căror femele consumă masculii după împerechere.
După identificarea rapidă și precisă a pozițiilor pulsarilor cu capacitățile unice ale MeerKAT, astronomii și-au identificat însoțitorii în catalogul de stele al misiunii de astrometrie Gaia și i-au studiat cu observații optice dedicate folosind camera ULTRACAM de pe Telescopul New Technology al ESO. În plus, au găsit raze X de la PSR J1803–6707 în datele din primul sondaj eROSITA pe tot cerul. Razele X provin probabil din vântul pulsar energetic care se lovește de materialul evaporat din însoțitor și sunt caracteristice pentru sistemele cu redback.
Este dificil de estimat în mod fiabil numărul de pulsari încă nedetectați care pândesc în surse Fermi neasociate asemănătoare pulsarilor. Cu toate acestea, astronomii sunt siguri că observațiile viitoare pot descoperi mai multe pulsari în milisecunde. În lista țintă, există mai mulți candidați care sunt foarte probabil pulsari. Cu toate acestea, mai multe studii de până acum nu au găsit pulsații de unde radio sau de raze gamma. Noile telescoape, metode de analiză și încercări repetate de observare ar putea într-o zi să dezvăluie natura lor pulsar. Cu mai mult timp de observare Fermi, catalogul surselor de bază va crește și surse suplimentare asemănătoare pulsarilor vor apărea și vor deveni potențiale ținte.
„Rezultatele noastre, care sunt doar primele din sondajul TRAPUM asupra surselor Fermi, arată deja mare potențial al MeerKAT. Cu MeerKAT și software-ul dedicat, nu putem doar să descoperim, ci și să localizăm rapid și precis noi pulsari în milisecunde", spune Clark. „Observațiile MeerKAT ajută foarte mult la urmărirea cu mai multe lungimi de undă, la căutări în catalog și la observații viitoare sau, cu alte cuvinte, la realizarea de cadouri pulsare în milisecunde care continuă să ofere.”
Comentarii:
Adauga Comentariu