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Der wiederentdeckte Pulsar in Messier 30
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie
astronews.com
16. Januar 2023
Neue Beobachtungen des Kugelsternhaufens Messier 30 mit dem
Radioteleskop MeerKAT führten zur Wiederentdeckung eines lange Zeit vermissten
Millisekunden-Pulsars in einer stark exzentrischen Doppelsternbahn. Gleichzeitig
wurde bekannt, dass das MeerKAT-Team in diesem Jahr den Group Achievement
Award der Royal Astronomical Society erhalten soll.
Parabolspiegel der MeerKAT-Teleskopanlage in
der Karoo-Wüste in Südafrika unter dem südlichen Nachthimmel.
Foto:
South African Radio Astronomy Observatory [Großansicht] |
Das vom South African Radio Astronomy Observatory betriebene MeerKAT-Teleskop
ist das größte Radioteleskop der südlichen Hemisphäre und eines von zwei
Vorläuferinstrumenten für das SKA-Observatorium mit Sitz in Südafrika. Nach mehr
als einem Jahrzehnt von Entwicklung und Betrieb hat das MeerKAT-Team in kurzer
Zeit spektakuläre Fortschritte in der Radioastronomie erzielt. Neben vielen
bahnbrechenden Beobachtungen enthüllten die MeerKAT-Bilder der Region des
Galaktischen Zentrums zum ersten Mal die erstaunlichen großflächigen Radioblasen
um das Objekt im Zentrum unserer Galaxie und den Beweis für einen gemeinsamen
Ursprung dieser Blasen.
MeerKAT verfolgte auch das Nachleuchten des ersten jemals beobachteten
Neutronensternfusionsereignisses im Radiobereich, deckte gewaltige Auswürfe
eines Schwarzen Lochs von einigen Sonnenmassen auf und trug zur Entdeckung des
ersten Nachleuchtens eines Gammastrahlenausbruchs bei, der mit bodengestützten
Cherenkov-Teleskopen entdeckt worden war. Neben den umfangreichen
wissenschaftlichen Ergebnissen hat MeerKAT auch dazu beigetragen, den Menschen
in Afrika neue Perspektiven und Entwicklungsmöglichkeiten zu geben, die
Technologie für das internationale SKA-Observatorium einem Stresstest unterzogen
und die Ausbildung der nächsten Generation von Radioastronomen unterstützt. Dies
hat die britische Royal Astronomical Sociey dazu bewogen, das MeerKAT-Team 2023
mit dem Group Achievement Award auszuzeichnen.
Darüber freut man sich auch in Deutschland, ist doch das Max-Planck-Institut
für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn in zweifacher Hinsicht am MeerKAT-Projekt
beteiligt: Es stellt eine Reihe von Empfängern im S-Band-Frequenzbereich für
jeden der Parabolspiegel von MeerKAT zur Verfügung. Darüber hinaus wird das
MeerKAT-Erweiterungsprojekt (MK+) eine erhebliche Verbesserung von MeerKAT
bewirken. In der derzeitigen Konfiguration setzt sich MeerKAT aus 64
Radioantennen zusammen, die ein Teleskopnetzwerk mit einem virtuellen
Durchmesser von bis zu acht Kilometern bilden. MK+ wird die Gesamtzahl der
Parabolantennen auf 84 erhöhen und den maximalen Abstand zwischen den Antennen
auf 17 Kilometer vergrößern, was eine Steigerung der Empfindlichkeit, der
räumlichen Auflösung und der Bildqualität ermöglicht. Das Erweiterungsprojekt
wird gemeinsam vom South African Radio Astronomy Observatory und der
Max-Planck-Gesellschaft in Deutschland finanziert.
"Die wissenschaftliche Perspektive mit Durchmusterungsprogrammen des
Südhimmels im MeerKAT-Frequenzbereich wird einen bleibenden Wert darstellen und
das Studium von transienten Quellen wie schnellen Radiostrahlungsausbrüchen oder
Pulsaren, Kosmologie und großräumigen Strukturen, einzelnen Galaxien und auch
Quellen innerhalb der Milchstraße ermöglichen", sagt Michael Kramer, Direktor am
MPIfR und Leiter der Forschungsabteilung "Fundamental Physics in Radio Astronomy".
Parallel zur Bekanntgabe der Auszeichnung für das MeerKAT-Team durch die
Royal Astronomical Sociey wurde Ende der verganegen Woche auch ein neues
wissenschaftliches Ergebnis vorgestellt, das auf MeerKAT-Beobachtungen beruht:
Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Vishnu Balakrishnan vom
MPIfR hat in Messier 30, einem Kugelsternhaufen im Sternbild Steinbock, einen
für lange Zeit vermissten binären Millisekunden-Pulsar wiedergefunden. PSR
J2140-2311B (oder M30B) ist ein Pulsar mit einer Pulsperiode von 13
Millisekunden, der ursprünglich im Jahr 2001 entdeckt wurde und sich laut
Vorhersage in einer stark exzentrischen binären Umlaufbahn befindet. Dieser
Pulsar konnte über lange Zeit nicht wiedergefunden werden, weshalb seine genauen
Bahnparameter bis jetzt ein Rätsel geblieben waren.
Neue MeerKAT-Beobachtungen von Messier 30 im Rahmen des TRAPUM-Projekts
(TRAPUM steht für "TRAnsients and PUlsars with MeerKAT") haben den Pulsar nun
bestätigt. Die Beobachtungen ermöglichten die Bestimmung einer stark
exzentrischen Umlaufbahn mit einer Periode von 6,2 Tagen. Die Gesamtmasse des
Systems wurde auf ca. 2,5 Sonnenmassen geschätzt, was mit den leichtesten
bekannten Doppel-Neutronensternsystemen übereinstimmt.
"Der unentdeckte Begleiter in diesem System könnte entweder ein massereicher
Weißer Zwerg oder ein Neutronenstern sein. M30B ist wahrscheinlich als Ergebnis
einer sekundären Austauschbegegnung entstanden. Zukünftige
Zeitreihenbeobachtungen werden uns den Nachweis zusätzlicher relativistischer
Effekte ermöglichen, mit denen wir die Masse des Pulsars und seines Begleiters
bestimmen können", so Balakrishnan.
Über ihre Beobachtungen berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der
Zeitschrift Astrophysical Journal Letters erscheinen ist.
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