science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Nieuwe FAST-ontdekkingen werpen licht op pulsars

De FAST GPPS-enquête kan pulsars detecteren die een magnitude zwakker zijn dan andere telescopen, waardoor het de beste gevoeligheid heeft voor het jagen op pulsars. Krediet:NAOC

Met behulp van de vijfhonderd meter Aperture sferische radiotelescoop (FAST), een onderzoeksteam onder leiding van Prof. Han Jinlin van de National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences (NAOC) heeft 201 pulsars ontdekt, waaronder veel zeer zwakke pulsars, 40 milliseconde pulsars (MSP's), en 16 pulsars in binaire bestanden.

Deze ontdekkingen werden gepubliceerd in Onderzoek in astronomie en astrofysica .

Pulsars zijn compacte overblijfselen van de dood van heldere, massieve sterren. Ze hebben het sterkste magnetische veld, hoogste dichtheid en snelste rotatie van elk hemellichaam in het universum, en vertonen significante relativistische effecten in systemen van compacte dubbelsterren.

Sinds de eerste pulsars werden ontdekt in 1968, ongeveer 3, In totaal zijn er 000 pulsars gevonden. Onder hen, ongeveer 400 hebben een periode van minder dan 30 milliseconden en zijn zeer stabiel in rotatie.

Prof. Han en zijn team ontwierpen een snapshot-enquêtestrategie zodat een klein stukje lucht vijf minuten door FAST kan worden gestaard en in 21 minuten volledig kan worden bedekt. Dit onderzoek staat bekend als de Galactic Plane Pulsar Snapshot (GPPS). De hele zichtbare hemel nabij de Melkweg zal de komende vijf jaar volledig worden opgejaagd op pulsars.

Dit is de eerste gevoelige zoektocht naar zwakke pulsars tot op microJy-niveau en is geselecteerd als een van de vijf belangrijkste wetenschappelijke projecten van FAST. Een dergelijk onderzoek kan pulsars detecteren met een fluxdichtheid tot 5 microJy, ongeveer een magnitude zwakker dan eerdere onderzoeken door andere radiotelescopen over de hele wereld.

Sommige nieuw ontdekte pulsars hebben een spreidingsmaat die veel hoger is dan de verwachte waarden, uitdaging van de beste huidige modellen van elektronendichtheidsverdeling in de Melkweg. Krediet:NAOC

Tot nu toe, GPPS heeft ongeveer 5% van de geplande lucht doorzocht en heeft 201 pulsars ontdekt. "In dit vroege stadium van het project, dit is een indrukwekkend totaal, " zei Prof. RN Manchester van CSIRO Astronomy and Space Science, Australië.

Onder de nieuw ontdekte pulsars, sommige hebben vreemde pulsverspreidingseigenschappen. Dispersie is de maat voor de totale elektronendichtheid langs het pad van een pulsar naar de aarde en is een goede indicator voor de pulsarafstand. Hoe hoger de spreidingsmaat, hoe groter de afstand. GPPS heeft pulsars ontdekt met zeer hoge dispersiematen die de beste huidige modellen van elektronendichtheidsverdeling in de Melkweg op de proef stellen.

Volgens de beste informatie over elektronendistributie in de Melkweg, deze pulsars zouden zich buiten de Melkweg moeten bevinden. Echter, het is waarschijnlijker dat deze pulsars zich in de Melkweg bevinden. De elektronendichtheid in de Melkweg, vooral in de richting van zijn spiraalarmen, wordt waarschijnlijk onderschat. Met andere woorden, de nieuw ontdekte pulsars onthullen meer elektronen in de spiraalarmen van de Melkweg dan ooit bekend was. De nieuwe metingen verbeteren effectief de kennis van de elektronenverdeling in de Melkweg.

Ongeveer 40 pulsars gevonden in het onderzoek hebben een periode van minder dan 30 milliseconden, waardoor ze nieuw ontdekte MSP's worden. "De GPPS-enquête heeft het aantal bekende MSP's al met bijna 10 procent verhoogd, een opmerkelijke prestatie, " zei Prof. Manchester. Onder hen, 14 hebben een metgezel in de buurt, hetzelfde geldt voor de twee lange-periode pulsars. "Ongetwijfeld, sommige hiervan zullen uitstekende sondes van zwaartekrachttheorieën blijken te zijn, " hij voegde toe.

De nieuw ontdekte binaire pulsars laten een zeer duidelijke faseverschuiving zien, zelfs met slechts 15 minuten observatie door FAST. Krediet:NAOC

In aanvulling, GPPS heeft veel pulsars met bijzondere eigenschappen ontdekt. Bijvoorbeeld, sommige produceren emissies die in- en uitschakelen of slechts een paar pulsen gedurende vele minuten uitzenden. In aanvulling, voor veel eerder bekende pulsars, de FAST-enquête heeft gegevens verkregen met een extreem hoge signaal-ruisverhouding, waarmee de parameters voor 64 pulsars zijn verbeterd.

"FAST heeft de belofte voor de studie van compacte objecten in het universum, en helpt ons meer te leren over de fundamentele fysica en astrofysica, " zei Prof. Jim Cordes van de Cornell University, een recensent van de studie.