Gwiazdy niczym latarnie morskie
Pulsary to niezwykle gęste gwiazdy neutronowe, które emitują wiązki promieniowania elektromagnetycznego ze swoich biegunów. Ze względu na to, jak szybko obiekty te się obracają, ich wysokoenergetyczne emisje są odbierane przez naukowców jako krótkie, okresowe impulsy. Są one niczym kosmiczne latarnie morskie, sporadycznie widoczne z daleka.
Od momentu, kiedy w latach 60. XX wieku irlandzka astrofizyk Jocelyn Bell Burnell zaobserwowała pierwsze pulsary, odkryto ich ponad 2000. Zdecydowana większość z nich znajduje się jednak w obrębie naszej galaktyki.
Nowo odkryty pulsar – znany pod nazwą PSR J0523-7125 – należy do znacznie rzadszej grupy pulsarów. Jest on bowiem pulsarem położonym daleko poza Drogą Mleczną. Jego dom to inna galaktyka – Wielki Obłok Magellana.
Klucz do odkrycia? Polaryzacja
PSR J0523-7125 został odkryty przez naukowców korzystających z zestawu radioteleskopów Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) w Australii. Obserwacji dokonano dzięki badaniu nieba pod kątem spolaryzowanych emisji pulsarów. Jest to technika, którą badacze porównują do noszenia okularów przeciwsłonecznych z polaryzacją. Pozwala ona dostrzec to, co w przypadku innych metod jest w kosmosie niedostrzegalne.
„To była niesamowita niespodzianka”, wyjaśniła astrofizyk Yuanming Wang z australijskiego CSIRO, główna autorka nowej pracy naukowej poświęconej PSR J0523-7125. „Nie spodziewałam się znaleźć nowego pulsara, nie mówiąc już o najjaśniejszym, ale dzięki nowym teleskopom takim jak ASKAP i ich okularom przeciwsłonecznym, do których mamy teraz dostęp, jest to naprawdę możliwe.”
Według uczonych PSR J0523-7125 jest około 10 razy jaśniejszy niż jakikolwiek inny pulsar spoza Drogi Mlecznej zaobserwowany wcześniej. Dlaczego więc wcześniej go przegapiono? Ma to związek ze sposobem wykrywania pulsarów.
Z reguły polowania na pulsary polegają na szukaniu okresowych impulsów. Wiele pulsarów w pewnym sensie migocze bowiem niczym latarnie morskie. Niektóre pulsary wykazują jednak mniej przewidywalną okresowość lub inne niejednoznaczne cechy emitowanego światła. Aby wykrywać takie pulsary, astronomowie muszą stosować inne metody.
O jakich metodach mowa? Jednym ze sposobów jest szukanie oznak kołowo spolaryzowanego światła emitowanego przez obiekty. Do tej pory przeprowadzono tylko kilka przeglądów wykorzystujących go na dużą skalę. W jednym z takich przeglądów wykorzystano radioteleskopy ASKAP.
PSR J0523-7125 zidentyfikowano dzięki projektowi VAST, w ramach którego naukowcy przeanalizowali dane z radioteleskopów ASKAP, szukając zmiennych i przejściowych źródeł emisji. Odkrycie PSR J0523-7125 potwierdzono z pomocą danych z południowoafrykańskiego teleskopu MeerKAT i należącego do CSIRO Obserwatorium Parkes.
Pulsar PSR J0523-7125 na obrazie, na którym nie zarejestrowano polaryzacji (po lewej) i na obrazie, na którym ją zarejestrowano (po prawej). W pierwszym przypadku zlewa się z otoczeniem. | Źródło: Yuanming Wang
„Powinniśmy spodziewać się znalezienia większej liczby pulsarów przy użyciu tej techniki.”, wyjaśnia kolejna autorka pracy, astrofizyk Tara Murphy z Uniwersytetu w Sydney. „Po raz pierwszy byliśmy w stanie wykryć polaryzację pulsara w systematyczny i rutynowy sposób.”
Obiekt jaśniejszy, niż się spodziewano
Co ciekawe, PSR J0523-7125 przekracza wcześniejszy teoretyczny limit tego, jak jasne mogą być pulsary zlokalizowane w Wielkim Obłoku Magellana. Okazuje się, że ich jasność może dorównywać jasnościom pulsarów w Drodze Mlecznej.
W tej chwili wciąż znamy mało pulsarów spoza naszej galaktyki. Bardzo możliwe jednak, że w najbliższej przyszłości się to zmieni. To między innymi dlatego, że coraz częściej przeprowadza się przeglądy radiowe na dużą skalę, a także dlatego, że trwa budowa kolejnych, jeszcze potężniejszych radioteleskopów, takich jak Square Kilometre Array.
Źródło: CSIRO, fot. tyt. ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav)