Przez
Stażystka NRL Amaris McCarver zidentyfikowała pulsar milisekundowy w Glimpse-CO1, demonstrując zastosowanie pulsarów jako naturalnych liczników czasu i pomocy w nawigacji kosmicznej, ukazując kluczową rolę studentów-stażystów w pionierskich badaniach astronomicznych. Źródło: Narodowe Obserwatorium Radioastronomiczne/NRL/Texas Tech
Stażysta w Laboratorium Badawczym Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych odkrył milisekundę pulsar w gromadzie Glimpse-CO1 przy użyciu Very Large Array, podkreślając rolę pulsarów jako niebiańskich strażników czasu i ich potencjał w nawigacji kosmicznej. Badania, realizowane we współpracy z krajowymi obserwatoriami, podkreślają krytyczny wkład studentów-stażystów w najnowocześniejsze odkrycia naukowe.
Stażysta w Wydziale Teledetekcji Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych (NRL) Amaris McCarver wraz z zespołem astronomów odkrył pierwszy pulsar milisekundowy w gromadzie gwiazd Glimpse-CO1, a niedawno opublikował wyniki w the Dziennik astrofizyczny.
Pulsary to naturalne laboratoria badające zachowanie materii w ekstremalnych polach grawitacyjnych i magnetycznych – warunkach trudnych lub niemożliwych do odtworzenia na Ziemi.
Pełnią także funkcję naturalnych chronometrażystów. Precyzyjne określenie czasu obserwowanych impulsów z szeregu pulsarów umożliwia wykrywanie fale grawitacyjne rozprzestrzeniającego się w naszej galaktyce z łączących się supermasywnych czarnych dziur, które powstają w wyniku zderzeń galaktyk. Zaobserwowano, że niektóre pulsary mają dokładność i stabilność porównywalną z naszymi najdokładniejszymi zegarami atomowymi. Pulsary te mają potencjał do ustanowienia „gwiazdy niebieskiej”. GPS”system nawigacji satelitarnej w kosmosie.
Przełom w badaniach nad pulsarami
Zespół McCarvera wykorzystał zdjęcia z niskopasmowego eksperymentu jonosferycznego i przejściowego (VLITE) Karla G. Jansky’ego Very Large Array (VLA) do poszukiwania nowych pulsarów w 97 gromadach gwiazd.
„Widzenie, jak spekulacyjny projekt zakończył się sukcesem na tak wczesnym etapie mojej kariery, było ekscytujące” – powiedział McCarver. Jej nowe podejście polegające na wykorzystaniu obrazów VLITE w połączeniu ze zdjęciami z kilku przeglądów radiowych na różnych częstotliwościach pozwoliło zidentyfikować wiele pulsarów-kandydatów, z których najsilniejszy kandydat znajduje się w układzie znanym jako GLIMPSE-C01.
„Tego rodzaju odkrycia naukowe są możliwe jedynie dzięki współpracy pomiędzy NRL a Narodowym Obserwatorium Radioastronomicznym, która umożliwiła ciągłą pracę w dwóch częstotliwościach w VLA” – powiedziała dr Tracy E. Clarke, astronom z Wydziału Teledetekcji NRL . „Badanie to podkreśla, w jaki sposób możemy wykorzystać pomiary jasności radiowej na różnych częstotliwościach, aby skutecznie znajdować nowe pulsary, a dostępne przeglądy nieba w połączeniu z dużą ilością danych VLITE oznaczają, że pomiary te są zasadniczo zawsze dostępne. Otwiera to drzwi do nowej ery poszukiwań silnie rozproszonych i silnie przyspieszonych pulsarów.”
Zdjęcie VLITE 340 MHz GLIMPSE-C01 z 27 lutego 2021 r. Czysta wiązka jest pokazana jako biała elipsa w lewym dolnym rogu i ma wymiary 5 0 × 4 7 z kątem położenia 52°. Krzyżyk oznacza centralną pozycję GLIMPSE-C01. Przerywane białe kółko pokazuje promień rdzenia 36″. Położenie kandydata na pulsara jest zaznaczone białym kółkiem. W prawym dolnym rogu pokazano pasek skali wskazujący rozmiar liniowy 0,2 szt. (12 5), przy założeniu odległości do GLIMPSE-C01 wynoszącej 3,3 kpc. Źródło: Narodowe Obserwatorium Radioastronomiczne/NRL/Texas Tech
Identyfikacja pulsara milisekundowego
Obecność pulsara milisekundowego, oznaczonego jako GLIMPSE-C01A, potwierdzono poprzez ponowne przetworzenie danych archiwalnych z Teleskopu Green Bank im. Roberta C. Byrda. Pulsary milisekundowe, takie jak GLIMPSE-C01A, powstają w wyniku eksplozji supernowych i powstają w wyniku pochłaniania materii z gwiazdy towarzyszącej.
„Pulsary milisekundowe, czyli MSP, oferują obiecującą metodę autonomicznej nawigacji statku kosmicznego z niskiej orbity okołoziemskiej do przestrzeni międzygwiazdowej, niezależnie od kontaktu z ziemią i dostępności GPS” – powiedział dr Emil Polisensky, astronom z Wydziału Teledetekcji NRL. „Potwierdzenie nowego MSP zidentyfikowanego przez Amaris podkreśla ekscytujący potencjał odkryć dzięki danym VLITE NRL oraz kluczową rolę, jaką odgrywają studenci-stażyści w nowatorskich badaniach.”
Przyszłe aspiracje i wsparcie instytucjonalne
McCarver otrzymał nagrodę badawczą im. Roberta S. Hyera od sekcji Teksasu Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego (APS). Nagroda za „Doskonałość w badaniach” została jej wręczona podczas październikowego spotkania APS w Teksasie za letnie badania nad pulsarami milisekundowymi podjęte w ramach programu stażowego w przedsiębiorstwie badawczym Marynarki Wojennej (NREIP).
McCarver był jednym z 16 stażystów latem 2023 r. w oddziale radia, podczerwieni i czujników optycznych w NRL DC, którzy uczestniczyli w stażach w ramach programu staży w inżynierii naukowej i NREIP, programu staży w dziedzinie obliczeń o wysokiej wydajności w uczelniach/instytucjach mniejszościowych oraz Program stażowy dla kadetów Akademii Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych. Ukończy studia z fizyki i astronomii i planuje kontynuować naukę na studiach magisterskich w dziedzinie astronomii.
Program badawczy NRL
Dział Teledetekcji NRL prowadzi program badań podstawowych, nauki i zastosowań mających na celu opracowanie nowych koncepcji czujników i systemów obrazowania obiektów i celów na Ziemi, w środowisku bliskim Ziemi i w przestrzeni kosmicznej. Badania, zarówno teoretyczne, jak i eksperymentalne, dotyczą odkrycia i zrozumienia podstawowych zasad i mechanizmów fizycznych, które powodują emisję docelową i tła, a także absorpcję i emisję przez ośrodek pośredni.
Badania obejmują teorię, eksperymenty laboratoryjne i terenowe prowadzące do systemów naziemnych, powietrznych lub kosmicznych do zastosowania w takich obszarach, jak teledetekcja, astrometria, astrofizyka, obserwacja, nieakustyczna walka przeciw okrętom podwodnym oraz ulepszone systemy wsparcia meteorologicznego dla operacyjną Marynarkę Wojenną.
Odniesienie: „A VLITE Search for Milli Second Pulsars in Globular Clusters: Discovery of a Pulsar in GLIMPSE-C01” autorzy: Amaris V. McCarver, Thomas J. Maccarone, Scott M. Ransom, Tracy E. Clarke, Simona Giacintucci, Wendy M. Peters , Emil Polisensky, Kristina Nyland, Tasha Gautam, Paulo CC Freire i Blagoy Rangelov, 27 czerwca 2024 r., Dziennik astrofizyczny.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad4461
