Mithilfe des MeerKAT-Radioteleskops haben Astronomen Finsternisse in der Radioemission eines Pulsars namens PSR J0024−7204O beobachtet. Ergebnisse der Beobachtungskampagne, veröffentlicht auf dem Preprint-Server arXivkönnte uns helfen, die Natur und das Verhalten dieses Pulsars besser zu verstehen.
Die am schnellsten rotierenden Pulsare, also solche mit Rotationsperioden unter 30 Millisekunden, heißen Millisekundenpulsare (MSP). Forscher gehen davon aus, dass sie in Doppelsternsystemen entstehen, wenn sich der zunächst massereichere Teil in einen Neutronenstern verwandelt, der dann durch Materieansammlung des Sekundärsterns schneller rotiert.
Eine Klasse extremer Doppelpulsare mit halbentarteten Begleitsternen wird als „Spinnenpulsare“ bezeichnet. Diese Objekte werden weiter als „Schwarze Witwen“ kategorisiert, wenn der Begleiter eine extrem geringe Masse (weniger als 0,1 Sonnenmassen) hat, während sie „Redbacks“ genannt werden, wenn der sekundäre Stern schwerer ist.
PSR J0024−7204O oder 47 Tuc O ist ein Schwarze-Witwe-MSP im Kugelsternhaufen 47 Tucanae mit einer Rotationsperiode von 2,64 Millisekunden. Es ist ein Doppelsternsystem mit einer Umlaufzeit von 3,26 Stunden und einer minimalen Begleitmasse von etwa 0,025 Sonnenmassen.
Bei früheren Beobachtungen von PSR J0024-7204O wurden Finsternisse seiner Radiopulsationen festgestellt, und nun hat ein Team von Astronomen unter der Leitung von Federico Abbate vom Observatorium Cagliari in Italien MeerKAT verwendet, um die Eigenschaften dieser Finsternisse zu untersuchen.
„Wir haben den bedeckungsveränderlichen Schwarzen-Witwen-Pulsar 47 Tuc O mit dem MeerKAT-Radioteleskop im UHF-Band (544-1.088 MHz) 17 Stunden lang beobachtet und dabei 6 zusammenhängende Umlaufbahnen (aber nur 5 vollständige Finsternisse) abgedeckt. Dank dieser Beobachtung konnten wir die Eigenschaften der Finsternisse und ihre Veränderlichkeit über eine Reihe von Umlaufbahnen hinweg im Detail untersuchen“, schrieben die Forscher in dem Artikel.
MeerKAT-Beobachtungen haben ergeben, dass der Dispersionsmaß-Überschuss von PSR J0024-7204O sowohl während der Eintritts- als auch der Austrittsphase von Finsternis zu Finsternis signifikante Schwankungen aufweist. Dies deutet auf eine höhere Gasdichte entlang der Sichtlinie innerhalb der Finsternisregion hin als in den umgebenden Orbitalphasen.
Darüber hinaus wurde bei den Beobachtungen eine starke Streuung mit der Zeit festgestellt, die einem ähnlichen Trend wie die Dispersionsmessung folgt. Laut den Astronomen deutet dies darauf hin, dass Streuung höchstwahrscheinlich der dominierende Mechanismus ist, der die Finsternisse verursacht, zumindest in der Nähe der Ein- und Austrittsregionen.
Die Studie ergab auch, dass die Polarisation von PSR J0024−7204O sowohl während der Eintritts- als auch der Austrittsübergangsphase einen sehr deutlichen Abfall aufweist. Die Autoren des Artikels kamen zu dem Schluss, dass dies zusammen mit einer geringen Zunahme des Rotationsmaßes auf das Vorhandensein eines Magnetfelds von etwa 2,0 mG hindeutet.
Zusammenfassend stellten die Forscher fest, dass die Dauer der Bedeckungen von PSR J0024−7204O der anderer Schwarzer-Witwen-Pulsare ähnelt. Darüber hinaus ist der maximale Dispersionsmaßüberschuss mit dem anderer bedeckungsveränderlicher Pulsare vergleichbar, die in einem ähnlichen Frequenzbereich beobachtet wurden.
Mehr Informationen:
F. Abbate et al, Untersuchung aufeinanderfolgender Finsternisse des Pulsars J0024$-$7204O, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2407.15563
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