射频天文学家使用Meerkat望远镜发现8个新的毫秒脉冲线

毫秒脉冲条件动画

这个动画显示了一个毫秒脉冲星的俯视图。来源:美国国家航空航天局

一组天文学家利用南非的MeerKAT射电望远镜在被称为“球状星团”的密集星团中发现了8颗毫秒脉冲星。

毫秒脉冲星是中子星,是目前已知的密度最大的恒星,每秒可旋转700次。这是第一次Pulsar.发现使用Meerkat天线并来自两个国际合作,Trapum和Meertime的协同作品,其中调查结果皇家天文学会月报最近发表的论文。

毫秒脉冲星是非常致密的恒星,主要由中子组成,是宇宙中最极端的天体之一:它们在一个直径约为24公里的球体中包裹了几十万倍于地球质量的物质;以每秒数百转的速度旋转。它们发出一束无线电波,观测者每旋转一次就能探测到,就像灯塔一样。在球状星团中心恒星丰富的环境中,这些天体的形成被高度加强。

猫鼬天线的夜晚

猫鼬天线的夜视图。信贷:南非射频天文学天文台(Sarao)

“使用出色的MeerKAT望远镜在球状星团中发现大量新的毫秒脉冲星的潜力真是令人兴奋,”曼彻斯特大学教授、TRAPUM项目的共同pi Ben Stappers说。“这也是平方公里阵列望远镜的一个预览,MeerKAT就是它的前身之一。”

领导作者,Alessandro Ridolfi,Inaf和MPIFR的博士后研究员说:“我们将猫鼬天线指向9个球簇,我们在其中6中发现了新的脉冲星!”这些新的Pulsars围绕另一个明星的五个,其中一个名为PSR J1823-3021G,特别是有趣的:“由于其高度椭圆的轨道,而且大量伴侣,该系统可能是交换合作伙伴的结果:以下a ‘close encounter’: the original partner was expelled and replaced by a new companion star”, continues Ridolfi.

“看到使用优秀的Meerkat望远镜在球状集群中找到大量新的毫秒脉冲条件真的很令人兴奋。它也是一个平方公里阵列望远镜将有可能的预览,因为Meerkat是前体之一。“

- - - - - -本杰明安置,曼彻斯特大学天体物理学教授

Tasha Gautam,MPIFR的博士研究员在波恩和本文的共同作者中,解释说:“这种特殊的脉冲线可能具有很高的质量,阳光质量的2倍以上,或者它可以是由第一个形成的确认系统一个毫秒的脉冲条件和一个中子星。如果通过当前的额外观察确认,这将使该毫秒脉冲脉动成为研究基本物理的强大实验室。“

这8颗新的脉冲星只是冰山一角:导致他们被发现的观测仅使用了MeerKAT 64天线中的40个,而且只聚焦在球状星团的中心区域。

Trapum协作(瞬态和Meerkat的瞬态和Pulsars)是批准使用Meerkat望远镜的几个大型调查建议(LSP)之一。它由曼彻斯特大学和克莱默教授(MPIFR / UOM)的安置教授联合主导。塔帕姆将使用Meerkat的极高灵敏度搜索脉冲星和瞬态的天空。他们将搜索的一个地方是球簇。该结果是与Meertime,另一个Meerkat LSP合作获得的,并使用他们的基础架构来捕获数据。

这项工作也为TRAPUM合作提供了一个试验台,以更好地规划成熟的球状星团脉冲星调查,该调查目前正在进行中,利用了所有现有的64个碟形天线(从而进一步提高灵敏度)。这次调查将把搜索范围扩大到更多的球状星团,也将调查它们的外部区域。

Reference: “Eight new millisecond pulsars from the first MeerKAT globular cluster census” by A Ridolfi, T Gautam, P C C Freire, S M Ransom, S J Buchner, A Possenti, V Venkatraman Krishnan, M Bailes, M Kramer, B W Stappers, F Abbate, E D Barr, M Burgay, F Camilo, A Corongiu, A Jameson, P V Padmanabh, L Vleeschower, D J Champion, W Chen, M Geyer, A Karastergiou, R Karuppusamy, A Parthasarathy, D J Reardon, M Serylak, R M Shannon and R Spiewak, 18 March 2021,皇家天文学会月报
DOI: 10.1093 / mnras / stab790

MeerKAT由SARAO操作,是南半球最大的射电望远镜,也是南非SKA天文台的两个前兆仪器之一。该射电望远镜位于卡鲁沙漠,不久将增加20个天线,使天线总数达到84个,成为“MeerKAT+”。这将逐渐融入SKAO项目的第一阶段,该项目的建设将很快开始,并将持续到2027年。对MeerKAT+的首次科学观测最早可能在2023年,也就是该望远镜的测试阶段开始。

Trapum是Meerkat上运行的大型调查建议之一,是由曼彻斯特大学和MPIFR领导的国际合作,包括免疫机构,如INAF,国家无线电天文天文台(NAO)和南非射频天文学天文台(Sarao)。

MeerTIME也是一个在MeerKAT上运行的大型调查计划,由Swinburne科技大学领导,并整合了几个澳大利亚机构以及INAF,曼彻斯特大学,MPIfR, NRAO和SARAO。

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