Mit dem Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) haben Astronomen im Rahmen des VLA Low-band Ionosphere and Transient Experiment (VLITE) einen Millisekundenpulsar im Kugelsternhaufen GLIMPSE-C01 entdeckt. Dies ist der erste Pulsar, der jemals in diesem Cluster entdeckt wurde. Über den Befund wurde in einem am 18. Dezember auf dem Preprint-Server veröffentlichten Artikel berichtet arXiv.
Pulsare sind stark magnetisierte, rotierende Neutronensterne, die von ihren Polen einen Strahl elektromagnetischer Strahlung aussenden, am häufigsten in Form von Radiowellen. Die am schnellsten rotierenden Pulsare mit Rotationsperioden unter 30 Millisekunden werden als Millisekundenpulsare (MSPs) bezeichnet. Astronomen gehen davon aus, dass sie in Doppelsternsystemen entstehen, wenn sich die zunächst massereichere Komponente in einen Neutronenstern verwandelt, der dann durch Anlagerung von Materie aus dem Sekundärstern in Rotation versetzt wird.
Aufgrund ihrer großen Sterndichten gelten Kugelsternhaufen (GCs) als hervorragende Orte für die Bildung von MSPs. Ihre Sterndichten sind so groß, dass viele Neutronensterne durch binäre Austauschbegegnungen einen Begleiter finden können.
Aus diesem Grund beschloss ein Team von Astronomen unter der Leitung von Amaris V. McCarver von der Texas Tech University in Lubbock, Texas, eine Radiobildsuche nach Pulsaren in fast hundert GCs durchzuführen. Zu diesem Zweck analysierten sie Bilder von VLITE und vom VLITE Commensal Sky Survey (VCSS).
„In diesem Artikel präsentieren wir eine umfangreiche Suche nach Pulsarkandidaten in Kugelsternhaufen mithilfe von Niederfrequenz-Radiokontinuumsbildern“, schrieben die Forscher.
Insgesamt identifizierte das Team 10 Quellen für die Stichprobe von 97 Kugelsternhaufen. Anschließend führten sie eine gewichtete Anpassung unter Verwendung archivierter und neuer Flussdichtemessungen durch, um den Spektralindex für jede Quelle zu bestimmen.
Es stellte sich heraus, dass der stärkste Pulsarkandidat die Quelle in GLIMPSE-C01 war – einem dichten und massiven GC mittleren Alters, der etwa 10.760 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt. Die Quelle hat ein extrem steiles Spektrum und die Analyse zusätzlicher Radio-, Röntgen- und Infrarotdaten bestätigte ihre Pulsarnatur.
Der neu entdeckte Pulsar mit der Bezeichnung GLIMPSE-C01A hat eine Rotationsperiode von 19,78 Millisekunden und ein Dispersionsmaß von 491,1 pc/cm3. Es scheint, dass dieser Pulsar eine höhere Leuchtkraft im harten Röntgenbereich (2–10 keV) aufweist als die meisten MSPs in Kugelsternhaufen, gleichzeitig aber auch eine langsamere Spinperiode aufweist. Dies deutet auf ein hohes Magnetfeld hin – in der Größenordnung von 1 Milliarde Gauss. Das charakteristische Alter dieses Pulsars wird auf 100 Millionen Jahre geschätzt.
Zusammenfassend stellen die Forscher fest, dass eine regelmäßige Zeitmessung und die Etablierung einer Orbital- und Zeitbestimmungslösung für GLIMPSE-C01A notwendig ist, um mehr Eigenschaften dieses Pulsars zu erhalten. Sie fügten hinzu, dass ihre Entdeckung die Wirksamkeit der Spektralindexsuche nach Pulsaren unterstreicht.
Mehr Informationen:
Amaris V. McCarver et al, Eine VLITE-Suche nach Millisekundenpulsaren in Kugelsternhaufen: Entdeckung eines Pulsars in GLIMPSE-C01, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2312.11694
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