„Chinas Himmelsauge“ hat neue Entdeckungen gemacht!

Es gibt neue Erkenntnisse über den „großen Topf“ in Guizhou. Mithilfe des China Sky Eye (FAST) entdeckten chinesische Astronomen eine neue Form der Pulsarstrahlung – die Zwergpulsstrahlung – und enthüllten die physikalische Tatsache, dass die Magnetosphärenstruktur eines Pulsars im Wesentlichen unverändert bleibt, wenn die Pulsarstrahlung kurz vor der Auslöschung steht. Noch wichtiger ist, dass diese Pulsarstrahlungsform mit anderen Radioteleskopen der Welt nur schwer zu beobachten ist. Die entsprechenden Forschungsergebnisse wurden am 18. August online in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.

Panoramablick auf „China Sky Eye“ (Archivfoto). Foto: Xinhua News Agency-Reporter Ou Dongqu

Im Allgemeinen senden Pulsare während ihrer Rotation periodisch Radiosignale aus. Allerdings kommt es zu bestimmten Zeiträumen, in denen die Strahlung mancher Pulsare vollständig zum Erliegen kommt. Dieses Phänomen bezeichnen Astronomen als „Pulsar-Nullierung“. „Da nach dem Erlöschen der Pulsarstrahlung überhaupt keine Strahlung mehr vorhanden ist, sind die Struktur und die physikalischen Eigenschaften der Magnetosphäre schwer zu erkennen. Daher war es schwierig, den physikalischen Mechanismus der Pulsauslöschung zu bestimmen.“ Han Jinlin, der korrespondierende Autor des Artikels und Forscher am Nationalen Astronomischen Observatorium der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, gab dies zu.

Zufällig entdeckte das Forschungsteam bei der Suche nach Pulsaren mit FAST in den riesigen Datenmengen einen ganz besonderen Pulsar namens B2111+46. „Wir dachten zunächst, dass die Pulse dieses Pulsars verschwunden seien, doch eine sorgfältige Untersuchung ergab, dass er immer noch sporadisch schwache und schmale Pulse aufweist. Wir nennen solche Pulse Zwergpulse“, erklärte Han Jinlin.

Anschließend führte das Forschungsteam zwei Stunden lang Überprüfungsbeobachtungen am Pulsar durch und erhielt mehr als einhundert Zwergpulse. Diese Impulse unterscheiden sich in der Verteilung der Impulsintensität und -breite deutlich von normalen Impulsen und stellen eine eigenständige Strahlungsgruppe dar. Gleichzeitig führte FAST präzise Polarisationsmessungen dieser Zwergpulse durch. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Magnetosphärenstruktur im Strahlungsbereich der Zwergpulse im Vergleich zu normalen Pulsen grundsätzlich nicht verändert hat, Zwergpulse jedoch eher im Hochfrequenzband sehr stark werden.

„Pulsar B2111+46 ist relativ alt und befindet sich bereits im ‚Todestal‘ der Pulsare, sodass der Grund für das Verschwinden des Pulses höchstwahrscheinlich die Strahlungsinstabilität ist, die durch das unzureichende induzierte Potenzial und die unzureichende Teilchenbeschleunigungsenergie des alten Pulsars verursacht wird.“ Han Jinlin sagte, dass die normalen Pulse eines Pulsars durch die stabile Beschleunigung einer großen Zahl geladener Teilchen und die Produktion einer großen Zahl von „Gewitter“-Partikeltröpfchen abgestrahlt werden, während die Zwergpulse durch ein oder wenige Partikeltröpfchen erzeugt werden, die im fragilen und instabilen Zustand dieses sterbenden Pulsars entstehen.

Das Forschungsteam entdeckte außerdem eine kleine Anzahl von Zwergpulsen im Puls-Nullzustand mehrerer anderer Pulsare. Die Entdeckung dieses extrem schwachen Strahlungsmodus öffnet ein neues Fenster zur Untersuchung des Rätsels der Pulsarstrahlung und ist von großer wissenschaftlicher Bedeutung für die Aufklärung der Physik der Pulsarmagnetosphäre und ihrer extremen Plasmaumgebung. (Lu Chengkuan, Reporter der Science and Technology Daily)