Os pulsares são superlativas beacons cósmicos que giram sobre seus eixos muitas vezes por segundo, emitindo ondas de rádio e radiação gama no espaço. Usando métodos engenhosos de análise de dados, os pesquisadores do Instituto Max Planck de Física Gravitacional e para Radioastronomia descobriu um muito especial gamma-ray pulsar de dados do Telescópio Espacial Fermi de Raios Gama . O pulsar J1838-0537 é rádio-quiet, muito jovem, e, durante o período de observação, experimentou a falha mais forte rotação sempre observados por um pulsar de raios-gama-only.
Puros pulsares de raios gama são difíceis de identificar porque as suas características, tais como a sua posição no céu, o período de rotação e sua mudança no tempo, são desconhecidos. E os astrônomos podem apenas determinar a sua posição aproximada no céu a partir das observações originais de Fermi. Eles devem, portanto, verificar muitas combinações de tais características, em uma busca cega, que requer uma grande quantidade de tempo de computação.
Esta é a única maneira de encontrar uma periodicidade oculto nos tempos de chegada dos fótons de raios gama. Mesmo computadores de alto desempenho rapidamente atingem o seu limite neste processo. Portanto, os pesquisadores usaram algoritmos originalmente desenvolvidos para a análise de dados de ondas gravitacionais para realizar uma caçada particularmente eficiente através dos dados do Fermi.
"Com o emprego de novos algoritmos ótimos em nosso cluster de computadores ATLAS, fomos capazes de identificar os sinais anteriormente não atendidas", diz Bruce Allen , diretor da AEI. Voltar em novembro de 2011, a equipe de Allen anunciou a descoberta de nove novos Raios-Gama Fermi pulsares, que tinham escapado todas as pesquisas anteriores.
Agora, os cientistas fizeram uma nova e extraordinária se encontrar com os mesmos métodos. O nome do pulsar recém-descoberto - J1838-0537 - vem de suas coordenadas celestes.
"O pulsar é, menos 5.000 anos de idade, muito jovem. Ela gira sobre seu próprio eixo aproximadamente sete vezes por segundo e sua posição no céu é para a constelação Scutum ", diz Holger Pletsch, um cientista no grupo Allen e principal autor do estudo que agora foi publicado. "Após a descoberta ficamos muito surpresos que o pulsar era inicialmente apenas visível até setembro de 2009. Então pareceu que ela desapareceu de repente. "
Somente uma análise de follow-up complexo ativado uma equipe internacional liderada por Pletsch para resolver o mistério de pulsar J1838-0537: ele não desapareceu, mas sofreu uma falha súbita, após o que girou 38 milionésimos de um Hertz mais rápido do que antes.
"Essa diferença pode parecer desprezível, mas é a maior falha já medido para um puro gamma-ray pulsar", explica Allen. E este comportamento tem conseqüências.
"Se a mudança da freqüência súbita é negligenciado, em seguida, depois de apenas oito horas, uma rotação completa do pulsar está perdido na nossa contagem, e já não podemos determinar em que fase de rotação dos fótons de raios gama atingir o detector a bordo de Fermi", acrescenta Pletsch.
O "piscar" da estrela de nêutrons, em seguida, desaparece. Se os pesquisadores levam em conta a falha e corrigir a mudança na rotação, o pulsar aparece novamente nos dados observacionais. A causa exata das falhas observadas em muitos pulsares jovens é desconhecido. Os astrónomos consideram "terremotos estelares" da crosta estrela de nêutrons ou interações entre o interior superfluido estelar ea crosta de ser possíveis explicações.
"Detectando um grande número de falhas fortes pulsar torna possível aprender mais sobre a estrutura interna desses corpos celestes compactos", diz Lucas Guillemot do Instituto Max Planck de Radio Astronomia , em Bonn, o segundo autor do estudo. "Este é um bom exemplo da colaboração de dois Max Planck institutos de pesquisa complementar com focos ", diz Michael Kramer, diretor e chefe da Física fundamentais na Rádio grupo de pesquisa em Astronomia.
Após a descoberta, em dados do satélite Fermi, os pesquisadores apontaram o telescópio de rádio em Green Bank, West Virginia / EUA na posição celestial do pulsar de raios gama. Em uma observação de cerca de duas horas e analisando uma maior, mais velhos, a observação de uma hora da fonte encontraram quaisquer indícios de pulsações na gama de rádio, indicando que J1838-0537 é uma doença rara de raios-gama-somente pulsar.
Havia, no entanto, sobreposições com notáveis observações do Sistema de Alta Energia estereoscópico(HESS) na Namíbia, que procura muito alta energia da radiação gama proveniente das profundezas do espaço. Em uma pesquisa com HESS, astrônomos descobriram uma fonte alargada desta radiação perto do pulsar agora descoberto, mas ainda não foi capaz de clarificar a sua natureza. A descoberta do pulsar sugere que a fonte HESS é uma nebulosa de vento pulsar. Estes são produzidos por partículas que se deslocam quase à velocidade da luz, que acelera o pulsar no seu campo magnético extremamente forte. Desde a posição exata do pulsar é agora conhecido, HESS pode levar isso em conta no futuro e fazer medições mais precisas do que antes nesta região celestial.
O cluster de computadores ATLAS do Instituto Albert Einstein , assim, já ajudou na descoberta do décimo até então desconhecida de raios gama pulsar, porém, a equipe de Allen, entretanto mobilizou mais capacidade de computação. "Desde agosto de 2011, nossa pesquisa também foi executado no projeto de computação distribuída Einstein @ Home, que tem o poder de computação um fator de dez maior que o cluster ATLAS. Estamos muito otimistas sobre encontrar mais incomuns pulsares de raios gama Fermi nos dados ", diz Bruce Allen.
Um objectivo da pesquisa expandida é descobrir a primeira de raios-gama-somente pulsar com um período de rotação na gama de milissegundos. * Mais informações: Holger J. Pletsch, et al, PSR J1838-0537:. Descoberta de um jovem, cheio de energia gamma-ray pulsar, Os Astrophysical Journal Letters , no prelo.Jornal de referência: Astrophysical Journal Letters.
A imagem acima mostra a radiação gama (violeta) muito acima da superfície dos restos compactas da estrela, enquanto as ondas de rádio (verde) são emitidos ao longo dos pólos magnéticos sob a forma de um cone. A rotação varre as regiões de emissões em toda a linha de visão terrestre, fazendo a luz pulsar-se periodicamente no céu.
O Galaxy diário via Max Planck Society
Crédito de imagem: NASA / Fermi / Cruz de Wilde
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