Svemirski teleskop koji skenira nebo u potrazi za gama zracima dodao je stotine novih moćnih mrtvih zvijezda u svoj katalog.
Dodavanje 294 ranije neidentifikovane zvijezde znači da Fermi katalog pulsara gama zraka sada sadrži više od 340 objekata – što je značajan korak više u odnosu na Fermijev teleskop velike površine koji je počeo promatrati 2008. godine, kada je bilo manje od 10 poznatih takvih pulsara.
Nedavno objavljeni Treći Fermijev katalog gama-pulsara teleskopa velike površine prava je riznica informacija koje će nam pomoći da razumijemo ove zagonetne objekte.
"Pulsari se dotiču širokog spektra istraživanja astrofizike, od kosmičkih zraka i zvjezdane evolucije do potrage za gravitacijskim valovima i tamnom materijom", kaže astrofizičar David Smith iz Laboratorije za astrofiziku Bordeaux, koja je dio francuskog Nacionalnog centra za naučna istraživanja ( CNRS).
"Ovaj novi katalog prikuplja potpune informacije o svim poznatim pulsarima gama zraka u nastojanju da promovira nove puteve istraživanja."
Pulsari su među najekstremnijim objektima u svemiru. One su potkategorija neutronskih zvijezda, koje su same po sebi kolapsirana jezgra masivnih zvijezda koje nisu dovoljno masivne da kolabiraju u crnu rupu.
Razlika između normalne neutronske zvijezde i pulsara je, dakle, pulsiranje. Pulsari emituju moćne mlazove radijacije sa svojih polova, poput reflektora koji eksplodira kroz svemir.
Druga stvar koju pulsari rade je okretanje, često nevjerovatno brzo. I pričamo, kao, opako brzo. Poznati kao milisekundni pulsari (MSP), određeni broj ovih zvijezda može izvršiti jednu rotaciju u roku od 10 milisekundi.
U stvari, najbrži poznati pulsar rotira 716 puta u sekundi. Evo gomile pulsarnih impulsa transkribovanih u zvuk, za ideju šta to znači.
Dok se okreću, ove zrake mogu proći pored Zemlje, na način kosmičkog svjetionika.
Znamo za oko 3.400 pulsara. Za većinu njih, snopovi zračenja padaju u radiotalasne dužine. Ali mali broj pulsara može ispljunuti najmoćnije poznato zračenje u svemiru – gama zrake. Pulsari gama zraka ubrzavaju čestice do ekstremno visokih energija u svojim moćnim magnetnim poljima, što rezultira rafalima moćne, nevidljive svjetlosti.
Prema novom katalogu, oko 10 posto poznatih pulsara sada su emiteri gama zraka. Iako ono što smo u mogućnosti da otkrijemo može biti podložno određenoj pristranosti odabira – na primjer, ograničenjima naše tehnologije – ovo je dovoljno značajan uzorak da otkrije šta pulsar čini gama emiterom, u poređenju sa radio populacijom.
A postoje i druge upotrebe za novu populaciju. Pulsari su često izuzetno precizni u svom vremenu, posebno oni sa brzinama rotacije na skali od milisekundi, od kojih je 144 uključeno u katalog. To znači da se mogu koristiti za aplikacije poput svemirske navigacije, što je važno jer sve više misija vodi do zvijezda.
Također ih možemo koristiti za otkrivanje gravitacijskih valova, na osnovu anomalija u vremenu signala. Ovo može sugerirati proširenja i kontrakcije prostor-vremena koje se javljaju kada se gravitacijski val iz masovnog događaja provuče kroz njega. I možemo ih koristiti za sprovođenje testova relativnosti.
"Prije Fermija nismo znali hoće li MSP-ovi biti vidljivi pri visokim energijama, ali ispostavilo se da oni uglavnom zrače u gama zracima i sada čine u potpunosti polovicu našeg kataloga", kaže astronom Lucas Guillemot iz Laboratorija za fiziku i hemiju za životnu sredinu i prostor i Univerzitet Orleans u Francuskoj.
A dobar broj novih pulsara – nekih 45 – su 'paukovi' pulsari, u kojima pulsar guta materijal iz binarne zvijezde pratioca.
"Paukovi pulsari su dobili ime po paukovima koji jedu svoje manje partnere", kaže astronom Megan DeCesar sa Univerziteta George Mason i Laboratorije za istraživanje američke mornarice.
"Nešto slično se može dogoditi kada su neutronska zvijezda i njen binarni pratilac veoma blizu jedno drugom i proces "recikliranja" MSP-a se malo zanese. Intenzivna radijacija i vjetar čestica iz pulsara izjedaju površinu druge zvijezde , što rezultira napuhanom kuglom isparenog materijala."
Istraživači vjeruju da Fermi još nije gotov. Još 100 pulsara gama zraka je u domenu mogućnosti; vjerovatno je još nekoliko desetina.
"Više od 15 godina nakon lansiranja", kaže astronom Elizabeth Hays iz NASA-inog Centra za svemirske letove Goddard, "Fermi ostaje nevjerovatna mašina za otkriće, a pulsari i njihovi srodnici neutronskih zvijezda prednjače."
