Η απαλή λάμψη ενός πάλσαρ αποκαλύπτει πώς ο χώρος κάμπτεται ήσυχα και καθυστερεί τα σήματα που λαμβάνουμε από το σύμπαν.
Γιατί τα πάλσαρ είναι τόσο πολύτιμα για τους αστρονόμους;
Για περίπου δέκα μήνες, επιστήμονες με επικεφαλής το Ινστιτούτο SETI παρακολούθησαν στενά το πάλσαρ PSR J0332+5434 (που ονομάζεται επίσης B0329+54). Στόχος τους ήταν να δουν πώς το ραδιοφωνικό του σήμα φαίνεται να «λαμπυρίζει» καθώς ταξιδεύει μέσα από το αέριο μεταξύ του πάλσαρ και της Γης. Χρησιμοποιώντας το Allen Telescope Array (ATA), η ομάδα συνέλεξε παρατηρήσεις σε ραδιοσυχνότητες που κυμαίνονται από 900 έως 1956 MHz. Με την πάροδο του χρόνου, παρατήρησαν αργές αλλά σαφείς αλλαγές σε αυτό το μοτίβο λαμπυρίσματος, γνωστό ως σπινθηρισμός.
Τα πάλσαρ είναι τα πυκνά, γρήγορα περιστρεφόμενα υπολείμματα τεράστιων αστεριών που τερμάτισαν τη ζωή τους σε εκρήξεις. Καθώς περιστρέφονται, στέλνουν ραδιοπαλμούς με εξαιρετική κανονικότητα. Λόγω αυτού του σταθερού ρυθμού και της ακραίας πυκνότητας και ταχύτητάς τους, οι αστρονόμοι μπορούν να χρησιμοποιήσουν ευαίσθητα ραδιοτηλεσκόπια για να καταγράψουν τους ακριβείς χρόνους άφιξης κάθε παλμού. Αυτές οι ακριβείς μετρήσεις μπορούν να αποκαλύψουν ανεπαίσθητα μοτίβα που συνδέονται με φαινόμενα όπως τα βαρυτικά κύματα χαμηλής συχνότητας.
Το ταξίδι μέσα στο διάστημα περιπλέκει τα πράγματα. Το αέριο μεταξύ των αστεριών μπορεί να διασκορπίσει τα ραδιοκύματα, απλώνοντάς τα και καθυστερώντας ελαφρώς όταν κάθε παλμός φτάσει στη Γη. Αυτές οι καθυστερήσεις μπορεί να είναι εξαιρετικά μικρές, μερικές φορές μόνο δεκάδες νανοδευτερόλεπτα (ένα νανοδευτερόλεπτο είναι ένα δισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου). Η εκμάθηση του τρόπου μέτρησης και διόρθωσης αυτών των καθυστερήσεων μετατόπισης είναι το κλειδί για να διατηρηθεί ο χρονισμός των πάλσαρ όσο το δυνατόν ακριβέστερος.
Πώς ο Διαστρικός Χώρος Κάνει τα Σήματα να Τρεμοπαίζουν
Τα σήματα των πάλσαρ συμπεριφέρονται σαν το φως των αστεριών που φαίνονται από τη Γη. Ακριβώς όπως τα αστέρια φαίνεται να λαμπυρίζουν λόγω της ατμόσφαιρας της Γης, τα ραδιοκύματα των πάλσαρ τρεμοπαίζουν επίσης καθώς περνούν μέσα από το διάστημα. Σύννεφα ηλεκτρονίων μεταξύ του πάλσαρ και της Γης προκαλούν το σήμα να σχηματίζει φωτεινά και αμυδρά σημεία σε διαφορετικές ραδιοσυχνότητες. Αυτά τα μοτίβα αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου καθώς το πάλσαρ κινείται, το αέριο παρασύρεται και η Γη ταξιδεύει μέσα στο διάστημα.
Αυτή η μεταβαλλόμενη σπινθηριστική δραστηριότητα επηρεάζει την άφιξη κάθε παλμού. Η ισχυρότερη λάμψη συμβαδίζει με μεγαλύτερες καθυστερήσεις χρονισμού. Παρατηρώντας επανειλημμένα ένα φωτεινό και κοντινό πάλσαρ, οι ερευνητές μπόρεσαν να παρακολουθήσουν πώς μετατοπίστηκαν αυτά τα μοτίβα και να τα μετατρέψουν σε ακριβείς διορθώσεις χρονισμού. Αυτές οι διορθώσεις μπορούν στη συνέχεια να εφαρμοστούν σε πειράματα που βασίζονται σε εξαιρετικά ακριβείς μετρήσεις πάλσαρ.
Επιπτώσεις για το SETI και άλλους τομείς
«Τα πάλσαρ είναι υπέροχα εργαλεία που μπορούν να μας διδάξουν πολλά για το σύμπαν και τη δική μας αστρική γειτονιά», δήλωσε ο επικεφαλής του έργου Grayce Brown, ασκούμενος στο Ινστιτούτο SETI. «Αποτελέσματα όπως αυτά βοηθούν όχι μόνο την επιστήμη των πάλσαρ, αλλά και άλλους τομείς της αστρονομίας, συμπεριλαμβανομένου του SETI».
Κάθε ραδιοσήμα που διέρχεται από το διαστρικό μέσο βιώνει κάποιο επίπεδο σπινθηριστικής δραστηριότητας. Για τους ερευνητές του SETI, η αισθητή σπινθηριστική δραστηριότητα μπορεί να είναι χρήσιμη επειδή βοηθά στον διαχωρισμό των σημάτων που δημιουργούνται από την ανθρώπινη τεχνολογία από αυτά που προέρχονται πέρα από το ηλιακό μας σύστημα.
Η μακροπρόθεσμη παρακολούθηση αποκαλύπτει κρυφούς κύκλους
Η μελέτη ATA βασίστηκε σε ένα ευρύ φάσμα ραδιοσυχνοτήτων και πολλές σύντομες συνεδρίες παρατήρησης. Σχεδόν κάθε μέρα για περίπου 300 ημέρες, η ομάδα μέτρησε το εύρος ζώνης σπινθηρισμού (το μέγεθος των φωτεινών κηλίδων στο μοτίβο λάμψης). Διαπίστωσαν ότι η ισχύς του σπινθηρισμού άλλαζε σε περιόδους που κυμαίνονταν από ημέρες έως μήνες. Τα δεδομένα επίσης υποδεικνύουν μια συνολική διακύμανση που εκτυλίσσεται σε μια χρονική κλίμακα περίπου 200 ημερών.
Οι ερευνητές εισήγαγαν επίσης μια νέα και πιο αξιόπιστη τεχνική για την εκτίμηση του τρόπου με τον οποίο αυξάνεται ο σπινθηρισμός με τη ραδιοσυχνότητα. Αυτή η προσέγγιση εκμεταλλεύτηκε την ευρεία κάλυψη συχνοτήτων του ATA.
Γιατί η Συστοιχία Τηλεσκοπίων Allen ήταν απαραίτητη
«Η Συστοιχία Τηλεσκοπίων Allen είναι τέλεια σχεδιασμένη για τη μελέτη του σπινθηρισμού των πάλσαρ λόγω του μεγάλου εύρους ζώνης και της ικανότητάς της να δεσμεύεται σε έργα που πρέπει να εκτελούνται για μεγάλα χρονικά διαστήματα», δήλωσε η Δρ. Σοφία Σέιχ, συν-συγγραφέας και Επιστήμονας Έρευνας Τεχνο-υπογραφών στο Ινστιτούτο SETI.
Παρακολουθώντας πώς αλλάζει το σήμα ενός πάλσαρ καθώς διασχίζει το διάστημα, αυτές οι παρατηρήσεις προσφέρουν μια εικόνα για το ίδιο το πάλσαρ, την κίνηση της Γης και το υλικό που βρίσκεται ενδιάμεσα. Αυτή η γνώση βοηθά τους επιστήμονες να διακρίνουν καλύτερα τη διαφορά μεταξύ των συνηθισμένων ραδιοπαρεμβολών και ενός σήματος που θα μπορούσε να έχει τεχνητή προέλευση.
www.worldenergynews.gr
