Mit dem modernisierten Giant Meterwave Radio Telescope (uGMRT) haben Astronomen aus Indien und Australien Radiobeobachtungen eines Pulsars namens PSR J0026–1955 durchgeführt. Ergebnisse der Beobachtungskampagne, veröffentlicht am 5. Juli auf dem Preprint-Server arXivwerfen mehr Licht auf das Subpulsdrift- und Nullungsverhalten dieses Pulsars.
Pulsare sind hochmagnetisierte, rotierende Neutronensterne, die einen Strahl elektromagnetischer Strahlung aussenden. Sie werden normalerweise in Form kurzer Funkemissionsstöße erkannt; Einige von ihnen werden jedoch auch mit optischen, Röntgen- und Gammastrahlenteleskopen beobachtet.
Die Radioemission von Pulsaren weist eine Vielzahl von Phänomenen auf, darunter Subpulsdrift, Nullung oder Moduswechsel. Bei der Subpulsdrift scheint die Radioemission eines Pulsars in der Spinphase innerhalb des Hauptpulsprofils zu driften. Bei der Nullung hört die Emission eines Pulsars nach einigen bis Hunderten von Pulsperioden abrupt auf, bevor sie wiederhergestellt wird.
Der 2018 entdeckte PSR J0026–1955 ist ein galaktischer Pulsar mit einer Rotationsperiode von etwa 1,306 Sekunden und einem Dispersionsmaß von 20,81 pc/cm3. Es hat eine Spin-Down-Leuchtkraft von 23 Billionen Erg/s, eine Oberflächenmagnetfeldstärke von 770 Milliarden Gauss und sein charakteristisches Alter wird auf etwa 47 Millionen Jahre geschätzt.
Subpulsdrift und Nullung der Radioemission im PSR J0026–1955 wurden erstmals im Jahr 2022 mit dem Murchison Widefield Array (MWA) berichtet. Nun beschloss ein Team von Astronomen unter der Leitung von Parul Janagal vom Indian Institute of Technology Indore, Indien, dieses Verhalten genauer zu untersuchen.
„In dieser Studie präsentieren wir eine detaillierte Untersuchung der Subpulsdrift und -Nullung, die bei J0026–1955 beobachtet wurde, mit neuen Beobachtungen, die mit dem modernisierten Giant Metrewave Radio Telescope (uGMRT) bei 300–500 MHz gewonnen wurden“, schreiben die Forscher in der Arbeit.
Im Allgemeinen zeigten die Beobachtungen, dass PSR J0026–1955 ein ungewöhnliches Driftverhalten aufweist, mit sowohl evolutionären als auch nicht-evolutionären Driftraten. Es wurden zwei unterschiedliche Subpuls-Driftmodi identifiziert, die als A und B bezeichnet werden. Der Modus A wurde abhängig vom Entwicklungsverhalten der Driftrate weiter in A0, A1 und A2 unterteilt.
Darüber hinaus ergab die Studie, dass PSR J0026–1955 kurz- und langfristige Nullwerte aufweist, mit einem geschätzten Nullwertanteil von etwa 58 %, also viel niedriger als in MWA-Beobachtungen angegeben. Die Autoren des Artikels gehen davon aus, dass diese Diskrepanz auf unterschiedliche Beobachtungslängen, eine flache Spektralindexkomponente oder eine Frequenzabhängigkeit der Nullung zurückzuführen sein könnte.
Die Beobachtungen ergaben auch Hinweise auf ein Subpulsgedächtnis über Nullen hinweg im PSR J0026–1955.
„In mehreren Fällen haben wir die Möglichkeit einer ‚Driftrate‘- und ‚Subpulsphasen‘-Speicherung über Nullpunkte hinweg festgestellt. Wir glauben, dass es während des Nullpunkts zu einer ununterbrochenen stabilen Entladung in der Polarlücke kommen könnte, die aufgrund der Abwesenheit nicht beobachtet wird.“ eines dominanten Kohärenzmechanismus oder einer teilweise abgeschirmten Lücke, was die Erzeugung nachweisbarer Radioemissionen erschwert“, erklärten die Forscher.
Zusammenfassend betonten die Autoren der Studie, dass PSR J0026–1955 einen kleinen Teil der Pulsare darstellt, die Subpulsdrift, Nullung, Modenwechsel und Driftratenentwicklung aufweisen.
Mehr Informationen:
Parul Janagal et al, PSR J0026-1955: Ein merkwürdiger Fall von evolutionärem Subpulsdriften und Nullen, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2307.02393
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