Twinkling Pulsar разкрива скрита плазмена структура близо до Земята

Мелбърн:

With the most powerful radio telescope in the southern hemisphere, we have observed a twinkling star and discovered an abundance of mysterious plasma structures in our cosmic neighbourhood.

The plasma structures we see are variations in density or turbulence, akin to interstellar cyclones stirred up by energetic events in the galaxy.

The Проучване, публикувано днес в природата астрономия, също описва първите измервания на плазмените слоеве в рамките на междузвездна шокова вълна, която заобикаля пулсар.

Сега осъзнаваме, че нашата местна междузвездна среда е изпълнена с тези структури и нашите открития също така включват рядък феномен, който ще предизвика теории за пулсарни удари. Вълна?

Нашите наблюдения се натъкнаха на близкия бързо въртящ се пулсар, J0437-4715, който е на 512 светлинни години от Земята. Пулсар е неутронна звезда, супер плътен звезден остатък, който произвежда греди от радиовълни и енергичен „вятър“ от частици.

Пулсарът и нейният вятър се движат със свръхзвукова скорост през междузвездната среда - нещата (газ, прах и плазма) между звездите. Това създава шок на лък: шокова вълна от нагрял газ, който свети червено.

От нашата гледна точка, това кара пулсара да мига или „сцинтилат“. Ефектът е подобен на това как турбулентността в атмосферата на Земята кара звездите да мигат в нощното небе.

Pulsar сцинтилацията ни дава уникална информация за плазмените структури, които са твърде малки и слаби, за да бъдат открити по някакъв друг начин.

Twinkling Little Radio Star

към отблясъното око, Twinkling от звезда може да изглежда произволно. Но поне за пулсари има скрити модели.

С правилните техники можем да разкрием подредени форми от модела на смущения, наречени сцинтилационни дъги. Те подробно описват местата и скоростите на компактните структури в междузвездната плазма. Studying scintillation arcs is like performing a CT scan of the interstellar medium - each arc reveals a thin layer of plasma.

Usually, scintillation arc studies uncover just one, or at most a handful of these arcs, giving a view of only the most extreme (densest or most turbulent) plasma structures in our galaxy.

Our scintillation arc study broke new ground by unveiling an unprecedented 25 scintillation arcs, the most plasma structures observed for any pulsar to date.

The sensitivity of our study was only possible because of the close proximity of the pulsar (it's our nearest millisecond pulsar neighbour) and the large collecting area of ​​the MeerKAT radio telescope in South Africa.

A Local Изненада на балон

от 25 -те сцинтилационни дъги, които открихме, 21 разкриха структури в междузвездната среда. Това беше изненадващо, тъй като пулсарът - подобно на нашата собствена слънчева система - се намира в сравнително тих регион на нашата галактика, наречен местен балон.

Преди около 14 милиона години тази част от нашата галактика беше осветена от звездна експлозии, която помете материал в междузвездната среда и надута гореща празнота. Днес този балон все още се разширява и сега се простира до 1000 светлинни години от нас.

Нашите нови открития за сцинтилационна дъга разкриват, че местният балон не е толкова празен, колкото се смяташе досега. Той е изпълнен с компактни плазмени структури, които биха могли да се поддържат само ако балонът се е охладил, поне в някои райони, от милиони градуси надолу до леки 10 000 градуса по Целзий.

Открития на шока

, както показва анимацията по -долу, PULSAR е заобиколен от шока си Атоми.

Докато се смята, че повечето пулсари произвеждат шокове от лък, само шепа някога са били наблюдавани, защото са слаби предмети. Досега никой не е бил проучен с помощта на сцинтилация.

Проследихме останалите четири сцинтилационни дъги до плазмени структури вътре в пулсарния лък, отбелязвайки първия път, когато астрономите надникнаха в една от тези шокови вълни.

Това ни даде CT, подобни на различните слоеве на плазма. Използвайки тези дъги заедно с оптично изображение, ние конструирахме нов триизмерен модел на шока, който изглежда е наклонен леко далеч от нас поради движението на пулсара през пространството.

Сцинтилационните дъги също ни дадоха скоростите на плазмените слоеве. Далеч не е както се очакваше, открихме, че една вътрешна плазмена структура се движи към шоковия фронт срещу потока на шокирания материал в обратна посока.

Докато такива задни потоци могат да се появят в симулации, те са рядкост. Тази констатация ще задвижва нови модели за този лък шок.

Scintillating Science

С нови и по -чувствителни радио телескопи, които се изграждат по целия свят, можем да очакваме да видим сцинтилация от повече пулсарни шокове и други събития в междузвездата. Плазмени структури.

Сцинтилацията на този пулсарен съсед разкри неочаквани плазмени структури вътре в нашия локален балон и ни позволи да картографираме и измерваме скоростта на плазмата в рамките на лък шок. Удивително е какво може да направи Twinkling Little Star. Източник: ndtv.com