Teleskop kosmiczny NASA Fermi odkrywa pierwszy pulsar nadający wyłącznie w paśmie gamma

Teleskop kosmiczny NASA Fermi odkrywa pierwszy pulsar nadający wyłącznie w paśmie gamma

16.10.2008

Około trzy razy na sekundę pochodzący od mającej 10 000 lat pozostałości po wypalonej gwieździe strumień promieniowania gamma omiata Ziemię. Odkryty przez teleskop kosmiczny obserwujący w paśmie promieniowania gamma NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope pulsar jest pierwszym wśród pulsarów obiektem mrugającym do nas wyłącznie w paśmie wysoce energetycznego promieniowania.

 

    Sądzimy, że rejon, z którego emitowane są pulsy promieniowania gamma jest szerszy niż rejony odpowiedzialne za generowanie impulsów promieniowania o mniejszej energii. Stożek strugi radiowej nie obejmuje Ziemi, dlatego prawdopodobnie go nie rejestrujemy. Natomiast Ziemia znajduje się wewnątrz szerszego stożka promieni gamma.

Alice Harding

„To pierwszy przykład nowej klasy pulsarów, które dostarczą nam podstawowych odpowiedzi na pytanie jak działają te zapadnięte jądra gwiazd „- mówi Peter Michelson z Uniwersytetu Stanford, kierujący badaniami teleskopu Large Area Telescope (LAT) na pokładzie obserwatorium Fermi. Pulsar ten leży w obszarze pozostałości po supernowej znanej jako CTA 1, która leży w odległości 4 600 lat świetlnych w konstelacji Cefeusza. Podobnie jak strumień światła z latarni morskiej struga cząsteczek oświetla Ziemię do 316,83 milisekund. Pulsar, który powstał około 10000 lat temu emituje 1000 razy więcej energii niż Słońce.

Pulsar to szybko wirująca gwiazda neutronowa – zgniecione jądro masywnej gwiazdy pozostałe po eksplozji znaczącej koniec jej życia. Astronomie do tej pory skatalogowali około 1800 takich obiektów. Większość z nich odkryto dzięki sygnałom rejestrowanym na częstotliwościach radiowych. Część emituje także energię w innych pasmach promieniowania – w paśmie widzialnym lub rentgenowskim. To co czyni źródło w obszarze CTA 1 wyjątkowym, to fakt, że emisja ma miejsce wyłącznie w paśmie gamma.

„Sądzimy, że rejon, z którego emitowane są pulsy promieniowania gamma jest szerszy niż rejony odpowiedzialne za generowanie impulsów promieniowania o mniejszej energii „- wyjaśnia członek zespołu Alice Harding z Centrum Lotów Kosmicznych NASA Goddard w Greenbelt. -” Stożek strugi radiowej nie obejmuje Ziemi, dlatego prawdopodobnie go nie rejestrujemy. Natomiast Ziemia znajduje się wewnątrz szerszego stożka promieni gamma.”

Według naukowców CTA 1 jest pierwszym zaobserwowanym obiektem ze znaczącej populacji tego typu pulsarów. „Teleskop LAT daje nam unikalną możliwość oceny populacji pulsarów w naszej galaktyce, odsłaniając obiekty, których bez niego nie mamy szansy dojrzeć „- dodaje Steve Ritz, naukowiec projektu Fermi w Goddard.

Pulsar w CTA 1 nie leży w centrum rozszerzającej się chmury pozostałości po supernowej. Jednak ponieważ wybuchy supernowych nie muszą być symetryczne, często nadają znaczące prędkości pozostawianym po wybuchu gwiazdom neutronowym. Szacunki wieku pozostałości oraz obecnego położenia pulsara od jej centrum pozwalają oszacować prędkość pulsara – który wg astronomów porusza się z typową dla tego typu zjawisk prędkością około półtora miliona kilometrów na godzinę.

Teleskop LAT na pokładzie obserwatorium NASA Fermi skanuje całe niebo co trzy godziny rejestrując fotony o energiach 20 milionów do 300 miliardów razy większych od fotonów światła. Instrument rejestruje mniej więcej jeden taki promień z rejonu CTA 1 co minutę, co wystarczyło by naukowcy odtworzyli zachowanie pulsara, jego okres rotacji, oraz tempo zwalniania tejże rotacji.

Strumień energii pulsarów powstaje w intensywnym polu magnetycznym wirującej gwiazdy neutronowej. Naładowane cząsteczki są emitowane z biegunów magnetycznych pulsara z prędkościami bliskimi prędkości światła tworząc promienie gamma obserwowane przez teleskop Fermi. Ponieważ strugi te napędza rotacja gwiazdy, wraz z ich wysyłaniem gwiazda traci część energii obrotowej i powoli zwalnia. W przypadku CTA 1 okres rotacji wydłuża się o sekundę co 87 000 lat.

„Te wyniki ukazują możliwości teleskopu LAT „- mówi Michelson. -” Jest tak czuły, że mamy możliwość odkrywania nowych obiektów wyłącznie dzięki badaniom emisji promieniowania gamma.” Wyniki prac zostały opublikowanie w październikowym numerze Science Express.

Źródło:

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *