Οι ερευνητές εντόπισαν ένα πολλά υποσχόμενο πάλσαρ χιλιοστού του δευτερολέπτου στην κεντρική περιοχή του Via Láctea, πολύ κοντά στην υπερμεγέθη μαύρη τρύπα γνωστή ως Sagitário A*. Το σήμα, που ανιχνεύεται κατά τις παρατηρήσεις που πραγματοποιούνται με το Telescópio Green Bank, έχει περίοδο περιστροφής 8,19 χιλιοστών του δευτερολέπτου, που ισοδυναμεί με εκατοντάδες περιστροφές ανά δευτερόλεπτο. Η ανακάλυψη Essa, ακόμη στη φάση επιβεβαίωσης, μπορεί να παρέχει μοναδικά εργαλεία για τη δοκιμή Teoria από Relatividade Geral από Albert Einstein σε περιβάλλοντα ακραίας βαρύτητας.
Το εύρημα είναι μέρος του Breakthrough Listen Galactic Center Survey, μιας από τις βαθύτερες έρευνες που έγιναν ποτέ στην κεντρική περιοχή του γαλαξία. Caso το αντικείμενο επιβεβαιώνεται ως γνήσιο πάλσαρ, θα επιτρέψει τη μέτρηση με μεγάλη ακρίβεια του τρόπου με τον οποίο η έντονη βαρύτητα παραμορφώνει τον χωροχρόνο γύρω από το Sagitário A*, που έχει μάζα περίπου 4,3 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του Sol. Το Astrônomos υπογραμμίζει ότι τα πάλσαρ λειτουργούν ως φυσικά κοσμικά ρολόγια, ξεπερνώντας σε σταθερότητα πολλά επίγεια όργανα.
Η ανίχνευση πραγματοποιήθηκε μεταξύ 2021 και 2023, με περισσότερες από 20 ώρες δεδομένων που συλλέγονται σε υψηλές συχνότητες για να διεισδύσουν στο αέριο και τη σκόνη που κρύβουν το γαλαξιακό κέντρο. Από τα χιλιάδες σήματα που αναλύθηκαν, μόνο ένα, που ονομάστηκε BLPSR, παρουσίαζε χαρακτηριστικά σύμφωνα με ένα πάλσαρ χιλιοστού του δευτερολέπτου.
Χαρακτηριστικά του ανιχνευόμενου σήματος
Ο υποψήφιος BLPSR ολοκληρώνει μία περιστροφή κάθε 8,19 χιλιοστά του δευτερολέπτου, κατατάσσοντάς το ως πάλσαρ χιλιοστού του δευτερολέπτου, έναν υποτύπο εξαιρετικά μαγνητισμένου και συμπαγούς αστέρα νετρονίων. Τα αντικείμενα Esses προκύπτουν από υπολείμματα σουπερνόβα που αποκτούν ταχύτητα περιστροφής μέσω της μεταφοράς υλικού σε δυαδικά συστήματα. Η κανονικότητα των εκπεμπόμενων παλμών τους καθιστά ιδανικούς για μελέτες αστρονομικής ακρίβειας.
Οι στατιστικές δοκιμές που εφαρμόστηκαν στο σήμα έδειξαν μια εξαιρετικά χαμηλή πιθανότητα να είναι απλός τυχαίος θόρυβος, της τάξης του ενός στο εκατομμύριο. Ωστόσο, οι επόμενες παρατηρήσεις δεν μπόρεσαν να ξανασυζητήσουν το σήμα με την ίδια ευκρίνεια, γεγονός που εμποδίζει την άμεση επιβεβαίωση. Το Fatores, όπως οι διακυμάνσεις της τροχιάς ή οι προσωρινές μπλοκαρίσματα από τα σύννεφα πλάσματος μπορούν να εξηγήσουν αυτή τη διαλείπουσα κατάσταση.
- Περίοδος περιστροφής: 8,19 χιλιοστά του δευτερολέπτου
- Κατά προσέγγιση τοποθεσία: Próxima έως Sagitário A*
- Τύπος: Pulsar υποψήφιο χιλιοστό του δευτερολέπτου
- Πιθανότητα αυθεντικότητας: Alta, αλλά απαιτεί περισσότερα δεδομένα
Το πλαίσιο της αστρονομικής έρευνας
Το Breakthrough Listen Galactic Center Survey είναι μέρος ενός μεγαλύτερου προγράμματος αφιερωμένου στην αναζήτηση σημείων εξωγήινης νοημοσύνης μέσω ραδιοκυμάτων. Apesar αυτού του κύριου στόχου, οι παρατηρήσεις παράγουν πολύτιμα δεδομένα για άλλους τομείς της αστροφυσικής. Η χρήση του Telescópio Green Bank, ενός από τα μεγαλύτερα κινητά ραδιοτηλεσκόπια στον κόσμο, κατέστησε δυνατή τη λήψη αδύναμων σημάτων εν μέσω παρεμβολών.
Περισσότεροι από πέντε χιλιάδες αρχικοί υποψήφιοι εντοπίστηκαν κατά την αρχική ανάλυση δεδομένων. Τα περισσότερα έχουν αποκλειστεί ως ανθρώπινης προέλευσης, συμπεριλαμβανομένων των εκπομπών από δορυφόρους ή επίγειο ηλεκτρονικό εξοπλισμό. Apenas το BLPSR άντεξε στα αυστηρά φίλτρα που εφαρμόζουν οι ερευνητές.
Το κέντρο του Via Láctea αντιπροσωπεύει ένα εχθρικό περιβάλλον για ανιχνεύσεις πάλσαρ λόγω της υψηλής πυκνότητας της ύλης και της σκέδασης των σημάτων από ελεύθερα ηλεκτρόνια. Mesmo έτσι, η έρευνα πέτυχε ευαισθησία ρεκόρ στην περιοχή, ξεπερνώντας τις προηγούμενες αναζητήσεις.
Σημασία για τη βαρυτική φυσική
Ένα επιβεβαιωμένο πάλσαρ κοντά στο Sagitário A* θα καθιστούσε δυνατή τη μέτρηση των επιπτώσεων που προβλέπονται από το Relatividade Geral, όπως η βαρυτική απόκλιση των παλμών και οι καθυστερήσεις στον χρόνο άφιξης. Οι μετρήσεις Essas θα δοκιμάσουν τη θεωρία στο καθεστώς ισχυρής βαρύτητας, όπου οι κλασικές προβλέψεις αποτυγχάνουν. Τα ελάχιστα Alterações στα διαστήματα παλμών θα αποκάλυπταν λεπτομέρειες σχετικά με την καμπυλότητα του χωροχρόνου που προκαλείται από τη μαύρη τρύπα.
Οι αστροφυσικοί εξηγούν ότι τα πάλσαρ σε τροχιές κοντά σε ογκώδη αντικείμενα υφίστανται επιρροές προβλέψιμες από την εξίσωση Einstein. Η σημαντική απόκλιση Qualquer θα μπορούσε να υποδεικνύει περιορισμούς στη θεωρία ή να υποδείξει μονοπάτια προς την ενοποίηση με την κβαντική μηχανική. Até τη στιγμή, όλες οι δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν επιβεβαίωσαν τις σχετικιστικές προβλέψεις, συμπεριλαμβανομένων των παρατηρήσεων των αστεριών που περιφέρονται γύρω από το γαλαξιακό κέντρο.
Το αίνιγμα των πάλσαρ στο γαλαξιακό κέντρο
Οι αστρονόμοι αναμένουν να βρουν χιλιάδες πάλσαρ στην κεντρική περιοχή του Via Láctea βάσει πληθυσμιακών μοντέλων. Ωστόσο, μόνο λίγα έχουν επιβεβαιωθεί μέχρι στιγμής, διαμορφώνοντας το γνωστό «πρόβλημα πάλσαρ που λείπει». Η ακραία διασπορά των σημάτων και η υψηλή αστρική πυκνότητα συμβάλλουν σε αυτή τη δυσκολία ανίχνευσης.
Η παρουσία ενός πάλσαρ χιλιοστού του δευτερολέπτου θα προσθέσει στοιχεία σχετικά με το σχηματισμό και την εξέλιξη των άστρων νετρονίων σε πυκνά περιβάλλοντα. Τα δυαδικά στοιχεία Sistemas στην κεντρική περιοχή μπορούν να επιταχύνουν αυτά τα αντικείμενα με συσσώρευση ύλης, εξηγώντας την υψηλή περιστροφική τους ταχύτητα. Η επιβεβαίωση του BLPSR θα βοηθούσε στην επίλυση μέρους αυτού του μυστηρίου πληθυσμού.
Προηγούμενη έρευνα είχε ανιχνεύσει μαγνητικά πάλσαρ στο γαλαξιακό κέντρο, αλλά κανένας δεν ήταν τόσο κοντά στη μαύρη τρύπα σε χιλιοστά του δευτερολέπτου. Η σπανιότητα Essa καθιστά τον τρέχοντα υποψήφιο ιδιαίτερα πολύτιμο για πολλαπλές γραμμές έρευνας.
Μεθοδολογία παρατήρησης
Οι παρατηρήσεις χρησιμοποίησαν υψηλές συχνότητες για να ελαχιστοποιήσουν τα φαινόμενα σκέδασης που προκαλούνται από το διαστρικό μέσο. Το Telescópio Green Bank λειτουργούσε σε λειτουργία υψηλής χρονικής ανάλυσης για να καταγράφει γρήγορους παλμούς. Το Raw Dados υποβλήθηκε σε επεξεργασία με προηγμένους αλγόριθμους αναζήτησης περιοδικότητας.
Περαιτέρω ανάλυση περιελάμβανε κάμψη φάσης για να ευθυγραμμιστούν οι παλμοί και να αυξηθεί η αναλογία σήματος προς θόρυβο. Técnicas της επιτάχυνσης αναζήτησης αντισταθμίζεται για πιθανές τροχιακές κινήσεις του υποψηφίου. Todos οι διαδικασίες που ακολούθησαν τα πρότυπα που καθορίζονται σε παγκόσμιες έρευνες πάλσαρ.
Πιθανές εξηγήσεις για διαλείμματα
Το σήμα BLPSR δεν επανεμφανίστηκε σε επακόλουθες παρατηρήσεις που πραγματοποιήθηκαν μήνες μετά την αρχική ανίχνευση. Μια υπόθεση περιλαμβάνει εκλείψεις από έναν αστρικό σύντροφο σε ένα δυαδικό σύστημα, που εμποδίζει προσωρινά την εκπομπή. Η πιθανότητα Outra λαμβάνει υπόψη τη μετάπτωση της δέσμης ακτινοβολίας, κοινή σε νεαρά πάλσαρ ή σε αυτά που ευθυγραμμίζονται με συγκεκριμένο τρόπο.
Μερικά πάλσαρ εμφανίζουν τρόπους διαλείπουσας εκπομπής, εναλλασσόμενες περιόδους δραστηριότητας και ηρεμίας. Το Nuvens του πλάσματος στην κεντρική περιοχή μπορεί επίσης να απορροφήσει ή να διασκορπίσει σήματα σε συγκεκριμένους χρόνους. Τα συμβόλαια μελλοντικής εκπλήρωσης Observações σε διαφορετικά μήκη κύματος θα βοηθήσουν στην αποσαφήνιση αυτών των παραλλαγών.
Συνέπειες για μελλοντικές δοκιμές σχετικότητας
Εάν επιβεβαιωθεί σε στενή τροχιά, το πάλσαρ θα καθιστούσε δυνατή τη μέτρηση του αδρανειακού πλαισίου έλξης που προβλέπεται από το Relatividade Geral. Το Efeitos και η βαρυτική ερυθρή μετατόπιση θα μπορούσαν να παρατηρηθούν με πρωτοφανή ακρίβεια. Το Comparações με θεωρητικά μοντέλα θα βελτιώσει τις εκτιμήσεις της μάζας και του σπιν του Sagitário A*.
Διεθνή έργα σχεδιάζουν συνεχή παρακολούθηση της κεντρικής περιοχής με συστοιχίες ραδιοτηλεσκοπίων. Ο συνδυασμός οπτικών δεδομένων, ακτίνων Χ και ραδιοφωνικών δεδομένων θα αυξήσει τις πιθανότητες επανανίχνευσης. Τα θετικά Resultados θα διεύρυναν το οπλοστάσιο των δοκιμών βαρύτητας που είναι διαθέσιμα στους επιστήμονες.
Τεχνολογικές εξελίξεις στις αναζητήσεις
Η ανάπτυξη ευρυζωνικών δεκτών έχει βελτιώσει δραματικά την ευαισθησία των σύγχρονων ραδιοτηλεσκοπίων. Ο υπολογισμός Processamento επιταχυνόμενος από GPU σάς επιτρέπει να αναλύετε τεράστιους όγκους δεδομένων σε πραγματικό χρόνο. Οι καινοτομίες Essas έχουν καταστήσει βιώσιμες τις εις βάθος έρευνες σε περιοχές που προηγουμένως δεν ήταν προσβάσιμες.
Οι συνεργασίες μεταξύ ιδρυμάτων όπως τα Universidade Columbia και Green Bank Observatory αποτελούν παράδειγμα κοινών προσπαθειών στην περιοχή. Το Programas όπως το Breakthrough Listen χρηματοδοτούν παρατηρήσεις που ωφελούν πολλούς αστρονομικούς κλάδους. Τα τηλεσκόπια Futuros, όπως το Square Kilometre Array, υπόσχονται να φέρουν επανάσταση σε αυτόν τον τομέα μελέτης.
Προοπτικές των εμπλεκόμενων ομάδων
Οι ερευνητές με επικεφαλής τον Karen I. Ο Perez του Universidade Columbia εκφράζει προσεκτική αισιοδοξία για την επιβεβαίωση του υποψηφίου. Επιπλέον Observações έχουν προγραμματιστεί για τους επόμενους μήνες με συμπληρωματικά όργανα. Η ομάδα τονίζει την ανάγκη για υπομονή στις έρευνες του γαλαξιακού κέντρου.
Ο Slvavko Bogdanov, συν-συγγραφέας της μελέτης, υπογραμμίζει τη δυνατότητα του ευρήματος να αποσαφηνίσει την ακραία αστρική δυναμική. Outros μέλη του Breakthrough Listen βλέπουν το αποτέλεσμα ως παράδειγμα του τρόπου με τον οποίο οι αναζητήσεις για εξωγήινη ζωή δημιουργούν απροσδόκητες ανακαλύψεις. Η αστρονομική κοινότητα παρακολουθεί στενά τα επόμενα βήματα του έργου.