Raziskovalna skupina pod okriljem inštituta SETI je skoraj leto dni vztrajno opazovala pulsar PSR J0332+5434, dobro znan tudi pod imenom B0329+54, da bi odkrila, kako radijski signal tega izjemno stabilnega kozmološkega svetilnika spreminja svoj vzorec, ko potuje skozi medzvezdni plin. Inštitut SETI poudarja, da so meritve izvajali z radijskim nizom Allen Telescope Array (ATA) v frekvenčnem območju od 900 do 1.956 MHz, pri čemer so zabeležili očitne, počasi razvijajoče se spremembe utripanja oziroma scintilacije.
Študija je objavljena v The Astrophysical Journal in razkriva, kako občutljivi so signali pulsarjev na drobne nehomogenosti v prostoru med zvezdami.
Pulsarji so izjemno kompaktni ostanki nekoč masivnih zvezd, ki se vrtijo z osupljivimi hitrostmi in oddajajo bliske radijskih valov v strogih, ritmičnih presledkih. Prav ta natančnost omogoča, da znanstveniki – kot navaja inštitut SETI – uporabljajo pulsarje kot naravne časovne standarde, občutljive na pojave, kot so gravitacijski valovi nizkih frekvenc.
Toda pot radijskih valov je vse prej kot preprosta. Elektroni in neenakomerna struktura medzvezdnega plina lahko razpršijo signal, razširijo impulz in povzročijo dodatne zakasnitve, merljive v nanosekundah. Da bi bile meritve čim bolj natančne, morajo raziskovalci te zakasnitve popraviti – kar zahteva natančno razumevanje scintilacije.
Glede na podatke, ki jih je zbral inštitut SETI, se radijski valovi pulsarja ob prehodu skozi oblake elektronov razbijejo na svetle in temne frekvenčne lise, ki se skozi čas postopno spreminjajo. Z njihovim natančnim spremljanjem se lahko vsaka sprememba vzorca pretvori v izračunljive zakasnitve impulzov.
Kaj razkrije skoraj vsakodnevno opazovanje
Inštitut SETI izpostavlja, da so raziskovalci ATA pulsar opazovali skoraj vsak dan, približno 300 dni zapored. V tem času so zaznali, da se pasovna širina scintilacije – velikost svetlih “pik” – spreminja v obdobjih od nekaj dni do več mesecev. Posebej izrazita je bila približno 200-dnevna variacija, kar kaže na dolgoročno spreminjanje strukture medzvezdnega plina ali geometrije med pulsarjem, Zemljo in opazovalnim mestom.
Projekt je vodila pripravnica Grayce Brown, ki poudarja: „Pulsarji so čudovita orodja za razkrivanje lastnosti vesolja in naše bližnje zvezdne okolice. Rezultati, kot so naši, ne pomagajo le raziskavam pulsarjev, ampak so pomembni tudi za druga področja astronomije, vključno z iskanjem tehnopodpisov SETI.“
Inštitut SETI opozarja, da takšno razumevanje scintilacije ni zgolj akademsko: ključno je za razlikovanje med naravnimi radijskimi signali in morebitnimi tehno-signali umetnega izvora.
Nova metodologija za natančnejše razumevanje radijskega utripanja
V okviru študije so raziskovalci razvili tudi robustnejšo metodo ocenjevanja, kako scintilacija narašča s frekvenco. Široka pasovna širina ATA je omogočila analizo na frekvencah, ki jih prejšnji instrumenti niso zajemali v enem samem ciklu opazovanj.
Soavtorica, dr. Sofia Sheikh z inštituta SETI, navaja: „Teleskopski niz Allen je zaradi svojih širokih pasovnih širin in možnosti dolgoročnega opazovanja idealen za raziskovanje scintilacije pulsarjev.“
Podatki, pridobljeni z ATA, tako omogočajo vpogled v tridimenzionalno dinamiko prostora med zvezdami ter pomagajo odkrivati razlike med radiofrekvenčnimi motnjami in signali, ki bi lahko izvirali iz oddaljenih zvezdnih sistemov.
Foto: Inštitut SETI
