Le Laboratoire de recherche navale des États-Unis (NRL), en collaboration avec la collaboration internationale Fermi Substantial Location Telescope, annonce la découverte de près de 300 pulsars gamma dans la publication de leur troisième catalogue de pulsars gamma. Cette étape importante intervient 15 ans après le lancement de Fermi en 2008, alors qu’il y avait moins de dix pulsars gamma connus.
« Le travail sur cet important catalogue est en cours dans notre groupe depuis des années », a déclaré Paul Ray, Ph.D. chef de la portion Astrophysique et applications des hautes énergies du LNR. « Nos scientifiques et postdoctorants ont pu à la fois découvrir et analyser le comportement temporel et les spectres de bon nombre de ces nouveaux pulsars dans le cadre de notre quête visant à approfondir notre compréhension de ces étoiles exotiques que nous pouvons utiliser comme horloges cosmiques. »
Les pulsars se forment lorsque des étoiles massives ont brûlé leur réserve de carburant et deviennent incapables de résister à l’attraction de leur propre gravité. L’étoile s’effondre alors en une étoile à neutrons magnétisée, dense et en rotation. Leurs champs magnétiques en rotation envoient des faisceaux de rayons gamma, la forme de lumière la in addition énergétique. Alors que ces faisceaux parcourent la Terre, le télescope à rayons gamma Fermi, très practical, peut observer leurs impulsions d’énergie périodiques. Avec as well as de 15 ans de données, Fermi a transformé le domaine de la recherche sur les pulsars.
« Nous avons été très enthousiasmés par le nombre de pulsars millisecondes (MSP) que nous avons pu détecter à l’aide de ces rayons gamma », a déclaré Matthew Kerr, Ph.D. astrophysicien du LNR. « Nous sommes capables d’étudier ces objets qui ont commencé comme de jeunes pulsars dans un système binaire. Comme une toupie, ils ont fini par ralentir et sont devenus inertes. Au cours des centaines de millions d’années passées, leurs compagnons binaires ont déversé de la matière sur eux, provoquant leur vitesse augmente à nouveau, de manière très spectaculaire et bien in addition rapide qu’auparavant, « recyclant » ces pulsars en MSP. Ces MSP à grande vitesse font désormais partie des chronométreurs les as well as précis de la mother nature.
Les scientifiques utilisent ces horloges cosmiques dans des expériences appelées Pulsar Timing Arrays. En recherchant de minuscules écarts dans les heures d’arrivée des impulsions, les scientifiques ont pu rechercher des ondulations dans l’espace-temps. Ces ondulations, appelées ondes gravitationnelles, se produisent lorsque des objets très massifs, comme les pulsars, accélèrent très rapidement. De très fortes sources d’ondes gravitationnelles indiquent un crash cataclysmique d’objets denses et compacts tels que des étoiles à neutrons et des trous noirs.
Récemment, plusieurs collaborations avec des réseaux de synchronisation de pulsars, dont plusieurs chercheurs du LNR, ont publié la première preuve convaincante de l’existence d’ondes gravitationnelles à très basse fréquence, probablement concerns de la fusion de trous noirs supermassifs. « Ce sont des résultats tellement passionnants », a déclaré Thankful Cromartie, Ph.D. associé de recherche au Conseil national de recherches du LNR. « Ces ondes gravitationnelles à basse fréquence nous permettent d’observer le centre des galaxies massives et de mieux comprendre comment elles se sont formées. »
Les résultats du réseau de synchronisation de pulsars ont également d’importantes purposes pratiques. Les distorsions de l’espace-temps fixent une limite à la précision avec laquelle nous pouvons utiliser les pulsars pour la navigation et le timing critiques. Dans la navigation basée sur les pulsars, ces pulsars en rotation jouent à peu près le même rôle que les satellites GPS, mais nous pouvons les utiliser bien au-delà de l’orbite terrestre. « Nous savons maintenant où se situe cette limite ultime de stabilité », a déclaré le Dr Ray.
L’utilisation des capacités de détection des rayons gamma de Fermi a également un influence sur le travail des réseaux de synchronisation de pulsars. « Auparavant, une fois que nous trouvions un MSP, nous devions le confier aux radioastronomes pour qu’ils le surveillent avec d’énormes télescopes », a déclaré le Dr Kerr. « Ce que nous avons découvert, c’est que Fermi est suffisamment wise pour contraindre ces ondes gravitationnelles et, contrairement aux ondes radio, qui sont courbées comme la lumière dans un prisme lorsqu’elles se déplacent vers la Terre, les rayons gamma se dirigent directement vers nous. Cela réduit le potentiel erreurs systémiques dans les mesures.
Pour Megan DeCesar, Ph.D. scientifique de l’Université George Mason travaillant au LNR, l’aspect le as well as intrigant des nouveaux travaux réside dans l’augmentation spectaculaire du nombre de pulsars « araignées ». « Les pulsars araignées portent le nom d’arachnides qui mangent leurs petits compagnons », a déclaré DeCesar. « Quelque chose de similaire peut se produire lorsqu’une étoile à neutrons et son compagnon binaire sont très proches l’un de l’autre et que le processus de « recyclage » du MSP s’emballe un peu. Le rayonnement intense et le vent de particules du pulsar rongent la floor de l’autre étoile. ce qui entraîne une boule de matière évaporée.
Par rapport aux observations radio, Fermi est particulièrement doué pour trouver ces « araignées » motor vehicle, dans de nombreux cas, les ondes radio sont éclipsées lorsque le faisceau du pulsar passe devant les restes de l’étoile compagnon. Les rayons gamma, quant à eux, sont capables de les traverser. « Bien qu’il se puisse que les systèmes d’araignées soient également intrinsèquement additionally brillants dans les rayons gamma, leur étude nous aidera à comprendre leurs origines et l’aubaine des découvertes que nous avons faites avec Fermi », a déclaré DeCesar.
Le troisième catalogue de pulsars gamma est publié dans Astrophysical Journal, Dietary supplement. Cette compilation des dernières informations sur les pulsars gamma, avec sa forme cohérente, devrait s’avérer inestimable pour la communauté scientifique.
