Usando il telescopio radio sferico con apertura di cinquecento metri (FAST), astronomi dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) e altrove hanno condotto osservazioni a singolo impulso di una pulsar nota come PSR B1929+10. I risultati della campagna di monitoraggio hanno fatto luce sulla modulazione periodica e ad aggancio di fase in questa sorgente. Lo studio è stato presentato in un documento pubblicato il 18 dicembre su arXiv.org.

Le pulsar sono altamente magnetizzate, stelle di neutroni rotanti che emettono un raggio di radiazione elettromagnetica. Alcuni di essi mostrano una variabilità nell'emissione che va da raffiche estremamente brevi come impulsi giganti a cambiamenti a lungo termine nei loro profili di emissione. In alcuni casi, è stato osservato un cambio di modalità in cui il profilo di emissione commuta tra due o più modalità di emissione quasi stabili.

A una distanza di circa 1, 177 anni luce, PSR B1929+10 (noto anche come PSR J1932+1059) è una delle pulsar più vicine. Ha un periodo di spin di 226,5 ms e un'età di spin-down di circa 3,1 milioni di anni. Il profilo di impulso integrato di questa sorgente mostra sia un impulso principale (MP) che un impulso intermedio (IP) - caratteristiche solitamente ritenute essere l'emissione di pulsar da due poli magnetici opposti.

Al fine di ottenere una migliore comprensione delle proprietà di emissione di PSR B1929+10, un team di astronomi guidati da Feifei Kou del CAS Key Laboratory di FAST a Pechino, Cina, ha effettuato osservazioni a singolo impulso di questa pulsar. La campagna osservativa è durata da settembre 2018 a novembre 2019 e ha portato a ottenere più di 20, 000 impulsi singoli di PSR B1929+10 utilizzando FAST.

"Abbiamo sfruttato il più grande telescopio a disco singolo FAST per effettuare osservazioni a impulso singolo di questa pulsar. Le osservazioni ad alta sensibilità di PSR B1929+10 con FAST rivelano proprietà di emissione precedentemente sconosciute e più complesse, che potrebbe complicare ulteriormente la nostra comprensione dell'emissione radio in questa pulsar, " spiegarono gli astronomi.

Le osservazioni hanno scoperto che l'IP debole di PSR B1929+10 mostra una chiara modulazione da impulso a impulso. I risultati indicano che sia MP che IP sono modulati da un periodo di circa 12 volte il periodo di rotazione della pulsar. È stato confermato che si tratta di una modulazione di ampiezza periodica, dato che non ci sono evidenti caratteristiche di deriva subpulse rilevate nei dati ottenuti da FAST.

Secondo lo studio, la modulazione di ampiezza periodica nell'IP si è rivelata anti-correlata con quella nella componente debole precedente dell'MP (designato MP I), tuttavia è risultata correlata con quella delle prime due componenti del MP (MP II). Gli astronomi hanno notato che ciò suggerisce che i modelli di modulazione nell'IP e nell'MP sono ad aggancio di fase.

Inoltre, si è riscontrato che la modulazione nelle prime due componenti della MP è ritardata rispetto a quella dell'IP di circa un periodo di rotazione della pulsar. I risultati confermano che la separazione tra IP e MP è indipendente dalla radiofrequenza e che esiste una debole emissione tra MP e IP.

Riassumendo i risultati, gli astronomi hanno concluso che rappresentano una sfida alle teorie delle pulsar esistenti.

"Le osservazioni di PSR B1929+10 con FAST rappresentano un enigma per le teorie delle pulsar e non possono essere spiegate in modo soddisfacente dagli attuali modelli di pulsar. Molto lavoro deve ancora essere fatto per comprendere appieno l'emissione radio delle pulsar e la struttura della magnetosfera delle stelle di neutroni, " scrivono gli autori del saggio.

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