Nuovi pulsar scoperti nel cluster stellare NGC 6517

Recentemente, gli scienziati hanno trovato otto pulsar millisecondo isolate in un ammasso stellare chiamato NGC 6517. Queste scoperte sono state fatte usando il Telescopio Radio Sferico a Apertura di 500 metri, conosciuto come FAST. I pulsar millisecondo sono un tipo di stella di neutroni che ruota molto rapidamente, e questo gruppo specifico ha periodi di rotazione inferiori a 10 millisecondi.

Con queste scoperte, NGC 6517 ora detiene il record per il maggior numero di pulsar conosciute nel cielo FAST, per un totale di 17 pulsar. Questa osservazione è significativa perché migliora la nostra comprensione delle popolazioni di pulsar negli ammassi globulari, che sono gruppi ristretti di stelle.

#Caratteristiche delle Nuove Pulsar

Le nuove pulsar sono state designate come PSR J1801-0857K a R. Ogni pulsar mostra periodi di rotazione molto brevi, tutti sotto i 10 millisecondi. La differenza nelle misure di dispersione, che indica come i segnali delle pulsar si allargano mentre viaggiano nello spazio, è notata essere 11.2 cm pc. Questa caratteristica rende NGC 6517 il secondo ammasso con le maggiori differenze di Misura di dispersione tra gli ammassi globulari conosciuti.

Dei 17 pulsar totali in NGC 6517, 16 sono isolate, rappresentando circa il 94% delle pulsar conosciute in quell'ammasso. Questa percentuale è in linea con studi precedenti che suggeriscono che gli ammassi globulari più densi, specialmente quelli vicini al collasso del nucleo, di solito hanno più pulsar isolate.

#Tendenze Generali negli Ammassi Globulari

Gli ammassi globulari sono stati un obiettivo chiave per le ricerche di pulsar per oltre tre decenni. Dalla scoperta della prima pulsar in un ammasso globulare, il conteggio totale ha raggiunto 322 pulsar radio rilevate in 41 diversi ammassi a maggio 2023. Vari telescopi, come Lovell, Parkes e Arecibo, hanno condotto indagini per pulsar negli ammassi globulari.

Negli ultimi cinque anni, sono state scoperte circa 120 pulsar, grazie ai progressi nella tecnologia dei telescopi. Il telescopio MeerKAT ha individuato 80 pulsar, mentre FAST ha aggiunto altre 40 al conteggio.

Tra i 170 ammassi globulari noti, 45 rientrano nell'area di osservazione di FAST. Il nucleo e il raggio di mezza luminosità di NGC 6517 sono adatti per osservazioni efficaci con FAST.

#Metodi di Ricerca delle Pulsar

La rilevazione delle pulsar in NGC 6517 ha impiegato osservazioni in corso, partite il 24 giugno 2019 e continuate fino al 31 dicembre 2022. Durante questo periodo, sono state registrate 19 osservazioni con varie lunghezze di integrazione. Le capacità avanzate di FAST hanno permesso una raccolta dati precisa su un intervallo di frequenze specifico, contribuendo all'identificazione dei segnali pulsati.

Per ridurre le interferenze dai segnali radio terrestri, i dati sono stati elaborati per filtrare il rumore indesiderato. Sono state utilizzate più tecniche per analizzare il temporizzazione delle pulsar e perfezionare la ricerca di nuovi candidati pulsar.

Seguendo procedure consolidate, i ricercatori hanno usato metodi statistici come le ricerche di accelerazione nel dominio di Fourier per identificare i segnali delle pulsar. Sfumando i segnali rilevati, il team è riuscito a identificare pulsar con caratteristiche simili attraverso diverse osservazioni.

#Risultati Aggiornati sulle Pulsar

Le pulsar recentemente scoperte non solo sono state identificate, ma anche orologiate in modo efficiente. Per la pulsar binaria conosciuta nell'ammasso, NGC 6517B, è stato sviluppato un modello di temporizzazione dettagliato. Ha incluso vari parametri come il periodo orbitale e l'asse semi-maggiore dell'orbita della pulsar.

I profili medi dei pulsar e i residui di temporizzazione offrono una chiara visione del loro comportamento e caratteristiche. Il team ha trovato che mentre riuscivano a stabilire soluzioni di temporizzazione precise per diverse nuove pulsar, altre necessitavano di monitoraggio ulteriore per migliorare la coerenza della rilevazione.

Inoltre, i ricercatori hanno scoperto tre pulsar più deboli nell'ammasso poco dopo le loro scoperte iniziali. I loro periodi di rotazione sono stati misurati, contribuendo a far crescere la lista delle pulsar conosciute all'interno di NGC 6517.

#Implicazioni dei Risultati sulle Popolazioni di Pulsar

I risultati di NGC 6517 evidenziano l'interesse continuo per le popolazioni di pulsar negli ammassi globulari. L'alto numero di pulsar isolate osservate in ammassi densi suggerisce una forte correlazione con le caratteristiche fisiche dell'ammasso, come la velocità di fuga e la densità di massa centrale.

Queste correlazioni indicano la possibilità che gli ambienti in cui le pulsar si formano ed evolvono influenzino il loro stato attuale. I metodi empirici utilizzati per analizzare queste popolazioni offrono spunti sulla relazione tra le proprietà fisiche degli ammassi stellari e il numero di pulsar che contengono.

Nel contesto dell'analisi empirica bayesiana utilizzata per questa ricerca, viene fatta una previsione riguardo al numero di pulsar potenziali in relazione alle velocità di fuga degli ammassi. Questo metodo consente ai ricercatori di stimare il numero totale di pulsar che potrebbero esistere in vari ammassi.

#Direzioni di Ricerca Future

La ricerca in corso sulle pulsar continua a rivelare nuove informazioni sulle loro caratteristiche e origini. Con il progredire delle osservazioni, i ricercatori sperano di affinare i modelli di popolazione e le previsioni per altri ammassi globulari, dove le pulsar potrebbero rimanere scoperte.

Le implicazioni della scoperta di più pulsar si estendono oltre gli ammassi stessi. Comprendere le popolazioni di pulsar può aiutare ad esplorare l'evoluzione delle stelle e gli ambienti in cui esistono. Questo lavoro ispira anche ulteriori indagini su come il collasso del nucleo negli ammassi possa portare a tassi più elevati di formazione di pulsar.

Con il miglioramento dei telescopi e l'arrivo di nuovi strumenti, i ricercatori prevedono che si scopriranno molte più pulsar. I progetti attuali, come quelli che coinvolgono MeerKAT e il futuro Square Kilometer Array (SKA), promettono di ampliare significativamente la nostra conoscenza delle pulsar e delle loro caratteristiche.

#Conclusione

La scoperta di otto nuove pulsar millisecondo isolate in NGC 6517 rappresenta un progresso notevole nello studio delle pulsar. Con un totale di 17 pulsar ora conosciute in questo ammasso, i dati raccolti contribuiscono significativamente alla comprensione delle popolazioni di pulsar negli ammassi globulari.

La ricerca fa luce sulle relazioni tra le caratteristiche fisiche degli ammassi e l'emergere delle pulsar. Man mano che avanziamo nella tecnologia e nelle strategie di osservazione, il potenziale per nuove scoperte continuerà a crescere, migliorando la nostra comprensione dell'universo e degli oggetti affascinanti che contiene.