Zum ersten Mal hat das Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA eine neue Gruppe von Pulsaren entdeckt, die nur ihre Gammastrahlenemissionen verwenden, ohne dass Funksignale auf die Erde gestrahlt werden. Die 16 neuen Objekte werden in der dieswöchigen Ausgabe von Science Express, in einer Studie an der University of California in Santa Cruz.
Ein Pulsar ist ein sich schnell drehender Neutronenstern, dessen dichter Kern nach einer Supernova-Explosion zurückbleibt. Die meisten der 1.800 bekannten Pulsare wurden durch ihre periodischen Funkemissionen gefunden.
"Dies sind die ersten Pulsare, die jemals allein durch Gammastrahlen nachgewiesen wurden, und wir haben bereits 16 gefunden", sagte Co-Autor Robert Johnson, ein Physiker der UC Santa Cruz. "Zuvor wurde die Existenz einer großen Population radioaktiver Pulsare vermutet. Bis zum Start von Fermi war jedoch nur ein radioaktiver Pulsar bekannt, der erstmals in Röntgenstrahlen nachgewiesen wurde."
Von den 16 Gammastrahlenpulsaren sind 13 nicht identifizierten Gammastrahlenquellen zugeordnet, die zuvor vom EGRET-Instrument am Compton Gammastrahlenobservatorium erfasst wurden. EGRET entdeckte fast 300 Gammastrahlenpunktquellen, konnte jedoch keine Pulsationen von diesen Quellen erkennen, von denen die meisten nicht identifiziert wurden, sagte Pablo Saz Parkinson, ebenfalls ein SCIPP-Postdoktorand und entsprechender Autor des Papiers.
"Es ist eine langjährige Frage, was diese nicht identifizierten Quellen antreiben könnte, und die neuen Fermi-Ergebnisse zeigen, dass viele von ihnen Pulsare sind", sagte Saz Parkinson. "Diese Ergebnisse geben uns auch wichtige Hinweise auf den Mechanismus der Pulsaremissionen."
Ein Pulsar sendet schmale Strahlen von Radiowellen von den Magnetpolen des Neutronensterns aus, und die Strahlen bewegen sich wie ein Leuchtturm, da die Magnetpole nicht mit der Spinachse des Sterns ausgerichtet sind. Wenn der Funkstrahl die Erde verfehlt, kann der Pulsar von Radioteleskopen nicht erfasst werden. Die Fähigkeit von Fermi, so viele radioaktive Gammastrahlenpulsare zu erfassen, zeigt an, dass die Gammastrahlen in einem Strahl emittiert werden, der breiter und fächerartiger als der Radiostrahl ist.
Das Team identifizierte die Gammastrahlenpulsare in Daten von Fermis Large Area Telescope (LAT). Marcus Ziegler, Postdoktorand an der UC Santa Cruz und korrespondierender Autor der Arbeit, sagte, dass die Erkennung von Gammastrahlenpulsationen aus einer typischen Quelle Wochen oder Monate an Daten aus der LAT erfordert.
"Vom schwächsten Pulsar, den wir untersucht haben, sieht die LAT nur zwei Gammastrahlenphotonen pro Tag", sagte Ziegler.
Die sehr intensiven magnetischen und elektrischen Felder eines Pulsars beschleunigen geladene Teilchen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit, und diese Teilchen sind letztendlich für die Gammastrahlenemissionen verantwortlich.
Da die Rotation des Sterns die Emissionen antreibt, verlangsamen sich isolierte Pulsare mit zunehmendem Alter und verlieren Energie. Ein binärer Begleitstern kann jedoch einem Pulsar Material zuführen und es bis zu einer Rotationsrate von 100 bis 1000 Mal pro Sekunde drehen. Diese werden Millisekundenpulsare genannt, und Fermi-Wissenschaftler entdeckten Gammastrahlenpulsationen von acht Millisekundenpulsaren, die zuvor bei Radiowellenlängen entdeckt wurden. Über diese Ergebnisse wird in einer zweiten Studie berichtet, die ebenfalls in der Ausgabe vom 2. Juli von veröffentlicht wurde Science Express.
"Fermi hat eine wirklich beispiellose Kraft, um Gammastrahlenpulsare zu entdecken und zu untersuchen", sagte Paul Ray vom Naval Research Laboratory in Washington. "Seit dem Untergang des Compton Gamma Ray Observatory vor einem Jahrzehnt haben wir uns über die Natur nicht identifizierter Gammastrahlenquellen gewundert, die es in unserer Galaxie entdeckt hat. Diese Studien von Fermi lüften viele von ihnen. “
Bildunterschrift: Diese All-Sky-Karte zeigt die Positionen von 16 neuen Pulsaren (gelb) und acht Millisekunden-Pulsaren (magenta), die mit Fermis LAT untersucht wurden. Bildnachweis: NASA / DOE / Fermi LAT Collaboration
Quellen: Wissenschaft und UC Santa Cruz, via Eurekalert.
