Tykające kosmiczne zegary pokazują ewolucję gwiazd na przestrzeni milionów lat
Pulsary – rodzaj wirujących gwiazd neutronowych – są dobrze znane z tego, że są wykorzystane jako niezwykle stabilne zegary astrofizyczne. Ich regularność, stosowana do pomiaru pulsów radiowych, doprowadziła do jednych z najbardziej ekscytujących testów ogólnej teorii względności Einsteina i pozwoliła naukowcom zbadać zachowanie bardzo gęstej materii wewnątrz gwiazd neutronowych.
Ale podobnie, jak zwykłe zegary tutaj na Ziemi, pulsary nie są idealnymi wskaźnikami czasu. Ale dokładna prędkość, z jaką wirują pulsary, wydaje się losowo wahać w niewielkich ilościach w skali miesiąca do dekady na długich przedziałach czasowych.
Rotacje niewielkiej części pulsarów również gwałtownie przyspieszają – zaczynają „tykać” nieco szybciej, niż zwykle. Efekty te, zwane „szumem rotacyjnym” i „usterkami”, zmieniają się z pulsara na pulsar i mogą nam wiele powiedzieć o tym, jak gwiazdy neutronowe ewoluowały przez miliony lat. Wymaga to jednak precyzyjnego śledzenia setek obrotów pulsara przez wiele lat.
Dzięki serii aktualizacji w ciągu ostatniej dekady Teleskop Mongolo – który w 2015 r. obchodził swoje 50. urodziny – może wykonywać obserwacje spinów setek pulsarów co dwa tygodnie! Umożliwiło to naukowcom z OzGrav znalezienie trzech nowych zdarzeń usterki i zmierzyć siłę szumu rotacyjnego u trzystu pulsarów.
W niedawno opublikowanym badaniu, przeprowadzonym przez doktora OzGrav, Marcusa Lowera, badacze zebrali 280 pulsarów, które są najbardziej reprezentatywne dla normalnej ewolucji pulsarów i opracowali metodę statystyczną podobną do tej stosowanej do analizy zdarzeń fal grawitacyjnych wykrytych przez LIGO i Virgo. Wyniki pokazały, że szum rotacyjny wydaje się zmniejszać wraz z wiekiem pulsara i że istnieje zależność między siłą szumu spinu, jak szybko pulsar wiruje i jak szybko ta prędkość zwalnia na przestrzeni czasu.
Marcus wyjaśnia: „W miarę, jak szum rotacyjny staje się bardziej oczywisty, im dłużej patrzy się na pulsara, można być w stanie dodać kolejne do ponownej analizy zestawu danych Mongolo w przyszłości. Możemy również zastosować metodę statystyczną do danych z teleskopów, które śledziły wirowania pulsarów przez dziesięciolecia.”
Połączenie dodatkowych pulsarów i dużych zestawów danych poprawiłoby obecne pomiary w badaniu i pozwoliło naukowcom ustalić przyczynę szumu rotacyjnego w pulsarach.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
