این مقاله در ابتدا منتشر شد مکالمه این نشریه به مقاله در Space.com کمک کرده است آراء متخصص: op-ad و بینشحرف
دانیل راردون دکترا در دانشگاه فناوری در سوینبورن ، مطالعه نبض ها و امواج گرانشی است.
با قدرتمندترین تلسکوپ رادیویی در نیمکره جنوبی ، ما یک ستاره درخشان را مشاهده کردیم و در محله فضایی خود به وفور از ساختارهای مرموز پلاسما یافتیم.
ساختارهای پلاسما که می بینیم تغییرات در چگالی یا تلاطم است ، شبیه به سیکلون های بین ستاره ای که با وقایع انرژی در کهکشان مخلوط شده اند. مطالعه ، منتشر شده در طبیعت ، نجوم همچنین اولین اندازه گیری لایه های پلاسما را در یک موج ضربه بین ستاره ای که یک پالس را احاطه کرده است ، توصیف می کند.
اکنون ما می دانیم که محیط بین ستاره ای محلی ما پر از این ساختارها است و اکتشافات ما همچنین شامل یک اتفاق نادر است که تئوری های امواج شوک پالسر را به چالش می کشد.
نبض چیست و چرا موج شوک وجود دارد؟
مشاهدات ما به پالسار چرخشی سریع در نزدیکی ، J0437-4715 ، که 512 سال نوری از زمین فاصله دارد ، تبدیل شد. Pulsar یک ستاره نوترون ، یک باقیمانده ستاره فوق العاده است که پرتوهای امواج رادیویی و باد ذرات شدید را تولید می کند.
نبض و باد او با سرعت مافوق صوت از طریق محیط بین ستاره ای حرکت می کند – چیزهایی (گاز ، گرد و غبار و پلاسما) بین ستاره ها. این یک کمان کمان ایجاد می کند: موج شوک از گاز گرم که قرمز می درخشد.
پلاسما بین ستاره ای آشفته است و امواج رادیویی پالسار را کمی دور از خط مستقیم و مستقیم پخش می کند. امواج پراکنده مدلی از نقاط روشن و تاریک ایجاد می کنند که در تلسکوپ های رادیویی ما مانند زمین ، نبض و پلاسما از طریق فضا حرکت می کنند.
از دیدگاه ما ، این باعث می شود که نبض چشمک بزند یا “پوسته پوسته شود”. این اثر شبیه به چگونگی تلاطم در جو زمین است که باعث می شود ستاره ها در آسمان شب چشمک بزنند.
Scintillation Pulsar اطلاعات منحصر به فردی در مورد ساختارهای پلاسما که بسیار کوچک و ضعیف هستند به ما می دهد تا در غیر این صورت یافت شود.
چشمک زدن به ستاره کوچک رادیو
برای چشم غیر مسلح ، چشمک زدن یک ستاره ممکن است تصادفی به نظر برسد. اما حداقل الگوهای پنهان برای نبض وجود دارد.
با تکنیک های مناسب ، می توانیم اشکال مرتب شده مدل تداخل به نام قوس های scintilation را آشکار کنیم. آنها به تفصیل مکان ها و سرعت ساختارهای جمع و جور در پلاسما بین ستاره ای را شرح می دهند. مطالعه قوس های scintilation مانند انجام اسکن CT از محیط بین ستاره ای است – هر قوس یک لایه نازک از پلاسما را نشان می دهد.
معمولاً ، مطالعات مربوط به رنگین کمان scintilation تنها یک یا بزرگترین تعداد انگشت شماری از این قوس ها را نشان می دهد ، و ایده ای از تنها شدیدترین (متراکم ترین یا پرشکوه ترین) ساختارهای پلاسما در کهکشان ما ارائه می دهد.
مطالعه ما در مورد قوس Scinting بنیادی جدید را شکست و 25 قوس بی سابقه ای را نشان داد ، بیشترین ساختارهای پلاسما که برای هر پالس تا به امروز مشاهده شده است.
حساسیت مطالعه ما فقط به دلیل نزدیکی پالسار امکان پذیر بود (این ماست نزدیکترین همسایه پالسار میلی ثانیه) و منطقه بزرگ جمع آوری تلسکوپ رادیویی Meerkat در آفریقای جنوبیحرف
یک سورپرایز محلی برای حباب
از 25 قوس شکوفه ای که پیدا کردیم ، 21 ساختار را در محیط بین ستاره ای نشان داد. جای تعجب آور بود زیرا پالسار – مانند منظومه شمسی خودمان – در منطقه ای نسبتاً ساکت از کهکشان ما به نام یک بالون محلی واقع شده است.
حدود 14 میلیون سال پیش ، این بخش از کهکشان ما در اثر انفجارهای ستاره ای که در محیط بین ستاره ای مواد را جارو کرده و یک خلاء داغ را به همراه دارد ، روشن شد. امروز ، این بادکنک هنوز در حال گسترش است و اکنون به 1000 سال از نور ما گسترش می یابد.
اکتشافات جدید ما در مورد رنگین کمان Scintillation نشان می دهد که بالون محلی به همان اندازه که قبلاً تصور می شد خالی نیست. این پر از ساختارهای پلاسما جمع و جور است که فقط در صورت خنک شدن حباب ، حداقل در بعضی از مناطق ، از میلیون ها درجه تا نور 18000 درجه فارنهایت (10،000 درجه سانتیگراد) قابل نگهداری است.
اکتشافات شوک
همانطور که انیمیشن در زیر نشان می دهد ، پالسار با شوک کاسه آن احاطه شده است که قرمز می درخشد نور از اتم های هیدروژن انرژی یافتهحرف
ساعت
در حالی که تصور می شود بیشتر پالس ها شوک را بر روی کمان ایجاد می کنند ، فقط تعداد انگشت شماری مشاهده شده است زیرا آنها اشیاء ضعیف هستند. تاکنون هیچ کس با کمک Scinulation مورد مطالعه قرار نگرفته است.
ما چهار قوس دیگر را به ساختارهای پلاسما ردیابی کردیم درون Pulsar Bow Shock ، با توجه به اولین باری که اخترشناسان به یکی از این امواج شوک نگاه می کردند.
این به ما یک دیدگاه CT مانند لایه های مختلف پلاسما داد. با استفاده از این قوس ها به همراه یک تصویر نوری ، ما یک الگوی سه بعدی شوک جدید را طراحی کرده ایم که به نظر می رسد به دلیل حرکت پالسار در فضا ، کمی دور از ما فاصله دارد.
قوس های Scintilation نیز سرعت لایه های پلاسما را به ما دادند. از آنجا که انتظار می رود ، متوجه شدیم که یک ساختار پلاسما داخلی در مقابل جریان مواد شوکه شده در جهت مخالف به جبهه شوک در حال حرکت است.
اگرچه چنین جریان های عقب می توانند در شبیه سازی ها رخ دهند ، اما نادر هستند. این یافته مدلهای جدیدی را برای این کمان هدایت می کند.
علم پراکنده
با وجود تلسکوپ های رادیویی جدید و حساس تر که در سراسر جهان ساخته می شوند ، می توانیم انتظار داشته باشیم که شاهد شکوفایی شوک های پالسار بیشتر و سایر رویدادها در محیط بین ستاره ای باشیم.
این امر اطلاعات بیشتری در مورد فرآیندهای انرژی در کهکشان ما نشان می دهد که این ساختارهای پلاسما غیر قابل مشاهده را ایجاد می کنند.
ضرب و شتم این همسایه پالسار ساختارهای پلاسما غیر منتظره را در داخل بالون محلی ما نشان داد و به ما اجازه داد تا سرعت پلاسما را در یک کمان نقشه و اندازه گیری کنیم. شگفت آور است که یک ستاره کوچک درخشان می تواند انجام دهد.
