Der hellste Stern am Südhimmel! Zum ersten Mal wurde in der Milchstraße ein mysteriöser neuer Himmelskörper entdeckt!

Der tiefe und weite Sternenhimmel ist voller wissenschaftlicher Geheimnisse und die menschliche Erforschung hat nie aufgehört.

Durch die Analyse der Beobachtungsdaten des Niederfrequenz-Pilotteleskops Square Kilometer Array (SKA) entdeckten chinesische und ausländische Astronomen erstmals einen neuen Himmelskörper mit einem extrem starken Magnetfeld in der Milchstraße, etwa 4.200 Lichtjahre vom Sonnensystem entfernt.

Am 27. Januar veröffentlichte Nature die Ergebnisse der gemeinsamen Forschung von Zhang Xiang, Assistenzforscher am Shanghai Astronomical Observatory der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, und Dr. Hurley-Walker vom International Radio Astronomy Research Center der Curtin University in Australien.

MWA entdeckte langperiodische vorübergehende Quellen.

Das obere Bild zeigt die vorübergehende Quelle und das untere ist ein schematisches Diagramm der MWA-Antenne.

Bildnachweis: Internationales Zentrum für Radioastronomieforschung (ICRAR), Australien

Screenshot des Dokuments.

Das Schweigen des „Niederfrequenz-Radiohimmels“ durchbrechen

Der „Hochfrequenz-Radiohimmel“ (der im Hochfrequenz-Radiowellenband beobachtete Weltraum) leuchtet aufgrund flüchtiger Himmelskörper wie Supernova-Explosionen, Gammastrahlenausbrüchen und Eruptionen von Akkretionsscheiben Schwarzer Löcher hell, der „Niederfrequenz-Radiohimmel“ ist jedoch ungewöhnlich ruhig. Dieser Frieden wird jedoch gebrochen.

Anfang 2018 entdeckten Zhang Xiang, Hurley-Walker und andere durch die Analyse von Himmelsdurchmusterungsdaten des Murchison Widefield Array (MWA), dem Niederfrequenz-Pilotteleskop des SKA in Australien, eine kompakte, vorübergehende Quelle mit ungewöhnlich langsamer periodischer Strahlung.

„Die astronomische Gemeinschaft wusste nicht, ob solche langperiodischen Quellen existierten“, sagte Hurley-Walker. „Diesmal haben wir zufällig eine langperiodische, kurzlebige Quelle entdeckt. Die Untersuchung solcher Quellen wird uns helfen, die Entwicklung und den Tod von Sternen vollständig zu verstehen.“

Neue „Fenster“ entdecken

Das Forschungsteam konnte bei nachfolgenden optischen, infraroten und hochenergetischen Beobachtungen kein entsprechendes Gegenstück finden. Dispersionsmessungen seiner Radioimpulse deuten darauf hin, dass sich diese vorübergehende Quelle in der Milchstraße befindet, etwa 4.200 Lichtjahre vom Sonnensystem entfernt. Polarisationsmessungen zeigen, dass der lineare Polarisationsgrad dieser transienten Quelle etwa 90 % beträgt.

Laut Zhang Xiang erschien dieser temporäre Pulsar Anfang 2018. Seine Ausbruchsperiode beträgt etwa 18 Minuten und ist damit neunmal länger als die längste bekannte Pulsarausbruchsperiode. Jeder Ausbruch dauert 30–60 Sekunden, einschließlich Ausbrüchen mit kurzen Zeitskalen (<0,5 Sekunden). In mehr Fällen sind glattere Profile zu beobachten, die sich stündlich weiterentwickeln. Während des Ausbruchs war es eine der 30 hellsten Radioquellen am Südhimmel im 150-MHz-Band.

Mit dieser Entdeckung haben Menschen zum ersten Mal eine langperiodische, vorübergehende Quelle in der galaktischen Ebene der Milchstraße entdeckt. Dies öffnet ein neues Fenster für die Suche nach vorübergehenden Quellen mit niedriger Frequenz.

„Wenn es uns gelingt, weiterhin mehr flüchtige Quellen mit ähnlichen Merkmalen zu entdecken und ihre physikalischen Eigenschaften aufzudecken, bedeutet das, dass es in der Milchstraße eine Klasse langperiodischer Sterne mit ultrastarken Magnetfeldern gibt, was den Menschen helfen wird, die Entwicklung und den Tod von Sternen vollständig zu verstehen “, sagte Zhang Xiang.

Derzeit führt das Team eine systematische Suche durch, um weitere Sterne dieses Typs zu entdecken und eine große Stichprobe für die statistische Forschung zu erstellen, um die Lücke in der Magnetarforschung zu schließen.

Unterstützung von SKA-Wissenschaftlern auf der ganzen Welt

Das MWA ist das Hauptinstrument des Niederfrequenzteleskops des SKA, das sich am Murchison Radio Observatory (MRO) in Westaustralien befindet. Chinas Teilnahme an der internationalen MWA-Kooperation wird dazu beitragen, einen Talentpool für die wissenschaftliche Datenverarbeitung und wissenschaftliche Analyseforschung in meinem Land aufzubauen und sich auf die zukünftige wissenschaftliche Zielforschung SKA1, SKA1-Big Data und das China SKA Regional Center vorzubereiten.

„Die Schwierigkeit dieser Studie besteht darin, dass die Datenmenge extrem groß ist und bei der Datenverarbeitung mehrere Supercomputer an den Berechnungen beteiligt sind.“ Zhang Xiang sagte: „Die Entdeckung dieser flüchtigen Quelle ist dem hochempfindlichen Niederfrequenz-Pilot-Radioteleskop SKA und dem SKA-Computercluster zu verdanken, der entsprechend den Eigenschaften der SKA-Daten angepasst wurde.“

Zhang Xiang sagte, dass er auch in Zukunft Rechenressourcen und technischen Support für die groß angelegten Himmelsdurchmusterungsprojekte des SKA-Pilotteleskops bereitstellen werde, um SKA-Wissenschaftlern auf der ganzen Welt dabei zu helfen, originellere Ergebnisse zu erzielen.

Zugehörige Papierinformationen:

https://doi.org/10.1038/s41586-021-04272-x

Umfassende Quellen: Xinhuanet, Xinhua Viewpoint, China Science Daily, Shanghai Astronomical Observatory der Chinesischen Akademie der Wissenschaften usw.