Astronomie kan een lastige bezigheid zijn, vanwege de enorme afstanden. Gelukkig hebben astronomen in de loop der jaren een aantal tools en strategieën ontwikkeld die hen helpen om verre objecten nader te bestuderen. Naast op de grond en op de ruimte gebaseerde telescopen is er ook de techniek die bekend staat als zwaartekrachtlensing, waarbij de zwaartekracht van een tussenliggend object wordt gebruikt om licht te vergroten dat afkomstig is van een verder weg gelegen object.
Onlangs gebruikte een team van Canadese astronomen deze techniek om een verduisterende binaire milliseconde pulsar te observeren die zich op ongeveer 6500 lichtjaar afstand bevindt. Volgens een studie van het team observeerden ze twee intense stralingsgebieden rond één ster (een bruine dwerg) om waarnemingen te doen van de andere ster (een pulsar) - wat toevallig waarnemingen met de hoogste resolutie in de astronomische geschiedenis waren.
De studie, getiteld "Pulsar-emissie versterkt en opgelost door plasmalensing in een verduisterend binair getal", verscheen onlangs in het tijdschrift Natuur. De studie werd geleid door Robert Main, een PhD-astronomiestudent aan het Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics van de Universiteit van Toronto, en omvatte leden van het Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, het Perimeter Institute for Theoretical Physics en het Canadian Institute for Advanced Research.
Het systeem dat ze waarnamen staat bekend als de "Black Widow Pulsar", een binair systeem dat bestaat uit een bruine dwerg en een milliseconde pulsar die dicht bij elkaar cirkelen. Vanwege de nabijheid van elkaar hebben wetenschappers vastgesteld dat de pulsar actief materiaal overhevelt van zijn bruine dwerggenoot en het uiteindelijk zal consumeren. Ontdekt in 1988, wordt de naam "Black Widow" sindsdien toegepast op andere vergelijkbare binaire bestanden.
De waarnemingen van het Canadese team zijn mogelijk gemaakt dankzij de zeldzame geometrie en kenmerken van het binaire bestand - met name de 'kielzog' of komeetachtige gasstaart die zich uitstrekt van de bruine dwerg tot de pulsar. Zoals Robert Main, de hoofdauteur van het artikel, uitlegde in een persbericht van het Dunlap Institute:
'Het gas werkt als een vergrootglas vlak voor de pulsar. We kijken in wezen naar de pulsar door een natuurlijk voorkomend vergrootglas waarmee we de twee regio's periodiek afzonderlijk kunnen zien. ”
Zoals alle pulsars is de "Black Widow" een snel roterende neutronenster die meer dan 600 keer per seconde ronddraait. Terwijl het draait, zendt het stralingsbundels uit vanaf zijn twee polaire hotspots, die een stroboscoopeffect hebben wanneer ze van een afstand worden waargenomen. De bruine dwerg is ondertussen ongeveer een derde van de diameter van de zon, bevindt zich op ongeveer twee miljoen km van de pulsar en draait deze om de 9 uur.
Omdat ze zo dicht bij elkaar staan, is de bruine dwerg op hun beurt aan de pulsar vergrendeld en wordt ze door sterke straling gestraald. Deze intense straling verwarmt één kant van de relatief koele bruine dwerg tot temperaturen van ongeveer 6000 ° C (10,832 ° F), dezelfde temperatuur als onze zon. Doordat de straling en de gassen daartussen gaan, interfereren de emissies van de pulsar met elkaar, waardoor ze moeilijk te bestuderen zijn.
Astronomen hebben echter al lang begrepen dat deze zelfde regio's zouden kunnen worden gebruikt als "interstellaire lenzen" die pulsar-emissiegebieden zouden kunnen lokaliseren, wat hun studie mogelijk zou maken. Astronomen konden emissiecomponenten in het verleden slechts marginaal oplossen. Maar dankzij de inspanningen van Main en zijn collega's konden ze twee intense stralingsfakkels waarnemen, 20 kilometer van elkaar verwijderd.
Behalve dat het een nooit eerder geziene observatie met een hoge resolutie is, zouden de resultaten van deze studie inzicht kunnen verschaffen in de aard van de mysterieuze verschijnselen die bekend staan als Fast Radio Bursts (FRB's). Zoals Main uitlegde:
“Veel waargenomen eigenschappen van FRB's kunnen worden verklaard als ze worden versterkt door plasmalenzen. De eigenschappen van de versterkte pulsen die we in ons onderzoek hebben gedetecteerd, vertonen een opmerkelijke gelijkenis met de bursts van de zich herhalende FRB, wat suggereert dat de zich herhalende FRB kan worden gelensd door plasma in zijn gaststelsel. ”
Het is een opwindende tijd voor astronomen, waar verbeterde instrumenten en methoden niet alleen nauwkeuriger waarnemingen mogelijk maken, maar ook gegevens verschaffen die lang bestaande mysteries kunnen oplossen. Het lijkt erop dat er om de paar dagen fascinerende nieuwe ontdekkingen worden gedaan!
