Astronomen, die das Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop verwenden, haben einen überraschend jungen, leistungsstarken und leuchtenden Millisekundenpulsar gefunden. Aber dieses neue Objekt ist nur ein Jugendlicher, der erst vor etwa 25 Millionen Jahren geboren wurde.
"Es ist ein bisschen so, als würde man Justin Bieber finden, als man dachte, man wäre auf einem Rolling Stones-Konzert", sagte Victoria Kaspi, Physikprofessorin an der McGill University in Montreal, während einer Telefonkonferenz über zwei neue Entdeckungen, die mit dem Fermi-Teleskop gemacht wurden. "Fermi war ein großer Fortschritt bei der Suche nach Dingen, die man sich vor 25 Jahren nicht hätte vorstellen können."
Neben dem sehr jungen und hellen Pulsar gaben die Forscher bekannt, dass sie auch einen Satz von neun bisher unbekannten Gammastrahlenpulsaren entdeckt haben, einen neuen Typ mit extrem geringer Leuchtkraft. Diese wurden mit einer neuen Technik aufgedeckt, um Fermi-Daten effizienter zu sichten.
Der junge Millisekundenpulsar mit der Bezeichnung PSR J1823 - 3021A wurde im Kugelsternhaufen NGC 6624 unweit des Zentrums unserer Galaxie gefunden. Fermi hat zuvor Pulsare in Kugelhaufen entdeckt, aber normalerweise findet es die kombinierten Gammastrahlen von vielen alten Pulsaren innerhalb der Cluster. Aber diesmal stammten die Gammastrahlen überraschenderweise von nur einem sehr starken Millisekundenpulsar.
"Zuerst dachten wir, es wären vielleicht einhundert Millisekunden Pulsare, aber jetzt sehen wir, dass es nur einer ist", sagte Paulo Freire vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn und sprach während der Telefonkonferenz auch mit Reportern. Freire ist der Hauptautor eines neuen Papiers, das im Astrophysical Journal veröffentlicht wurde. "Es muss sich vor kurzem gebildet haben, basierend darauf, wie schnell es Energie emittiert. Es ist ein bisschen so, als würde man ein schreiendes Baby in einem ruhigen Altersheim finden. Dies war eine ziemlich überraschende Entdeckung für alle Beteiligten. “
Ein Pulsar ist eine Art Neutronenstern, der in regelmäßigen Abständen elektromagnetische Energie abgibt und Signale fast wie ein Leuchtturm aussendet. Pulsare, die eine unglaubliche Dichte mit extremer Rotation verbinden, werden Millisekundenpulsare genannt. Diese Millisekundenpulsare sind besonders faszinierend, da es sich um städtegroße Kugeln handelt, die etwa die halbe Millionfache der Erdmasse betragen und sich mit bis zu 43.000 Umdrehungen pro Minute drehen.
Es wird angenommen, dass Millisekundenpulsare solche Geschwindigkeiten erreichen, da sie in binären Systemen mit normalen Sternen gravitationsgebunden sind. Während eines Teils ihres Sternlebens fließt Gas vom normalen Stern zum Pulsar. Mit der Zeit dreht der Aufprall dieses fallenden Gases allmählich die Rotation des Pulsars.
Die neun neuen Pulsare mit geringer Leuchtkraft, die mit Fermi gefunden wurden, senden weniger Gammastrahlung aus als die bisher bekannten und drehen sich nur zwischen drei und zwölf Mal pro Sekunde. Es wurde später auch festgestellt, dass nur einer dieser Pulsare Radiowellen aussendet. Ohne die neue Technik hätten Astronomen diese schwachen Pulsare nicht gefunden.
"Wir haben einen neuen hierarchischen Algorithmus verwendet, den wir ursprünglich für die Suche nach Gravitationswellen entwickelt hatten, und wir wurden schnell belohnt", sagte Bruce Allen, Direktor des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik, ein Mitautor der jüngsten Zeit Entdeckungen.
Mithilfe der sogenannten Blindsuche überprüfen Computer viele verschiedene Kombinationen von Position und Rotationsverhalten, um festzustellen, ob sie mit den Ankunftszeiten von Photonen übereinstimmen, die aus derselben Richtung auf das Fermi-Großflächenteleskop (LAT) treffen. Bei der Suche wurden die 8.000 Photonen verwendet, die als am wahrscheinlichsten von einem Pulsar an der erkannten Position stammen, die Fermis LAT während seiner dreijährigen Umlaufbahn gesammelt hatte. Wenn die Photonenankunftszeiten mit der mutmaßlichen Pulsarposition und dem Rotationsmodell übereinstimmen, erscheint ein regelmäßiges Muster von Peaks in den Gammastrahlenphotonenzahlen als Funktion der Rotationsposition des Pulsars, und es wurde ein neuer Gammastrahlenpulsar erstellt entdeckt.
"Es ist ein bisschen so, als würde man einen Sandhaufen nach Diamanten durchsuchen", sagte Allen und fügte hinzu, dass die Suche noch nicht abgeschlossen ist und sie hoffen, mehr zu finden.
Laut Allen können Benutzer des [E-Mail-geschützten] Projekts jetzt Teil dieser Suche sein, um gezielt nach dem ersten reinen Gammastrahlen-Millisekunden-Pulsar zu suchen. Allen ist der Direktor dieses Projekts und sagte, diese Entdeckung würde einen wesentlichen Beitrag zu unserem Verständnis von Pulsaren leisten.
Die NASA hat eine neue interaktive Webfunktion über Fermi und die 100 Pulsare, die sie jetzt gefunden hat.
Quellen: Max-Planck-Institut, NASA, Weitere Informationen, Bilder und Videos auf dieser NASA-Seite
