Amaris McCarver, Praktikant in der Abteilung für Fernerkundung des US Naval Research Laboratory (NRL), hat zusammen mit einem Team von Astronomen den ersten Millisekundenpulsar im Sternhaufen Glimpse-CO1 entdeckt und kürzlich publizierte Ergebnisse In Das astrophysikalische Journal.
Pulsare sind natürliche Labore zur Untersuchung des Verhaltens von Materie unter extremen Gravitations- und Magnetfeldern – Bedingungen, die auf der Erde nur schwer oder gar nicht reproduziert werden können.
Sie fungieren auch als natürliche Zeitmesser. Die genaue Zeitmessung der beobachteten Pulse einer Reihe von Pulsaren bietet die Möglichkeit, Gravitationswellen zu erkennen, die sich durch unsere Galaxie ausbreiten und von den verschmelzenden supermassiven schwarzen Löchern ausgehen, die bei Galaxienkollisionen entstehen. Bei manchen Pulsaren wurde eine Genauigkeit und Stabilität beobachtet, die mit unseren genauesten Atomuhren vergleichbar ist. Diese Pulsare bergen das Potenzial, ein „Himmels-GPS“-System für die Satellitennavigation im Weltraum zu etablieren.
McCarvers Team verwendete Bilder des Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) Low-band Ionosphere and Transient Experiment (VLITE), um in 97 Sternhaufen nach neuen Pulsaren zu suchen.
„Es war aufregend, so früh in meiner Karriere zu sehen, wie ein spekulatives Projekt so erfolgreich funktionierte“, sagte McCarver. Ihr neuer Ansatz, bei dem sie VLITE-Bilder mit Bildern aus mehreren Radiountersuchungen auf verschiedenen Frequenzen kombinierte, identifizierte mehrere mögliche Pulsare, wobei der stärkste Kandidat in einem System namens GLIMPSE-C01 zu finden ist.
„Diese Art wissenschaftlicher Entdeckungen ist nur dank der Zusammenarbeit zwischen NRL und dem National Radio Astronomy Observatory möglich, die diese kontinuierliche Doppelfrequenzfähigkeit des VLA ermöglicht hat“, sagte Tracy E. Clarke, Ph.D., Astronomin der Abteilung für Fernerkundung des NRL.
„Diese Forschung zeigt, wie wir Messungen der Radiohelligkeit bei verschiedenen Frequenzen nutzen können, um effizient neue Pulsare zu finden, und dass verfügbare Himmelsdurchmusterungen in Kombination mit dem Berg an VLITE-Daten bedeuten, dass diese Messungen im Wesentlichen immer verfügbar sind. Dies öffnet die Tür zu einer neuen Ära der Suche nach stark gestreuten und stark beschleunigten Pulsaren.“
Die Existenz eines Millisekundenpulsars mit der Bezeichnung GLIMPSE-C01A wurde durch die erneute Auswertung von Archivdaten des Robert C. Byrd Green Bank Telescope bestätigt. Millisekundenpulsare wie GLIMPSE-C01A entstehen in Supernova-Explosionen und werden durch den Verbrauch von Material eines Begleitsterns beschleunigt.
„Millisekundenpulsare oder MSP bieten eine vielversprechende Methode zur autonomen Navigation von Raumfahrzeugen aus der niedrigen Erdumlaufbahn in den interstellaren Raum, unabhängig von Bodenkontakt und GPS-Verfügbarkeit“, sagte Dr. Emil Polisensky, ein Astronom der NRL-Abteilung für Fernerkundung. „Die Bestätigung eines neuen von Amaris identifizierten MSP unterstreicht das spannende Entdeckungspotenzial der VLITE-Daten des NRL und die Schlüsselrolle, die Praktikanten in der Spitzenforschung spielen.“
McCarver erhielt den Robert S. Hyer Research Award der texanischen Sektion der American Physical Society (APS). McCarver war im Sommer 2023 eine von 16 Praktikanten in der Abteilung für Radio-, Infrarot- und optische Sensoren des NRL DC, die an Praktika im Rahmen des Science Engineering Apprenticeship Program und NREIP, des Historically Black College and University/Minority Institution High Performance Computing Internship Program und des US Naval Academy Midshipmen Internship Program teilnahmen. Sie wird mit einem Abschluss in Physik und Astronomie abschließen und plant, ihre Graduiertenausbildung in Astronomie fortzusetzen.
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Amaris V. McCarver et al, Eine VLITE-Suche nach Millisekundenpulsaren in Kugelsternhaufen: Entdeckung eines Pulsars in GLIMPSE-C01, Das Astrophysikalische Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad4461