520 Astronomie und zugeordnete Wissenschaften
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We discuss our recent discovery of the giant radio emission from the Crab pulsar at its high frequency components (HFCs) phases and show the polarization characteristic of these pulses. This leads us to a suggestion that there is no difference in the emission mechanism of the main pulse (MP), interpulse (IP) and HFCs. We briefly review the size distributions of the Crab giant radio pulses (GRPs) and discuss general characteristics of the GRP phenomenon in the Crab and other pulsars.
We report the status of a search for pulsars in the Galactic Centre, using a completely revised and improved high-sensitivity doublehorn system at 4.85-GHz. We also present calculations about the success rate of periodicity searches for such a survey, showing that in contrast to conclusions in recent literature pulsars can be indeed detected at the chosen search frequency.
Earth’s nearest candidate supermassive black hole lies at the centre of the Milky Way1. Its electromagnetic emission is thought to be powered by radiatively inefficient accretion of gas from its environment2, which is a standard mode of energy supply for most galactic nuclei. X-ray measurements have already resolved a tenuous hot gas component from which the black hole can be fed3. The magnetization of the gas, however, which is a crucial parameter determining the structure of the accretion flow, remains unknown. Strong magnetic fields can influence the dynamics of accretion, remove angular momentum from the infalling gas4, expel matter through relativistic jets5 and lead to synchrotron emission such as that previously observed6, 7, 8. Here we report multi-frequency radio measurements of a newly discovered pulsar close to the Galactic Centre9, 10, 11, 12 and show that the pulsar’s unusually large Faraday rotation (the rotation of the plane of polarization of the emission in the presence of an external magnetic field) indicates that there is a dynamically important magnetic field near the black hole. If this field is accreted down to the event horizon it provides enough magnetic flux to explain the observed emission—from radio to X-ray wavelengths—from the black hole.
Obwohl bis zum heutigen Tage mehr als 1500 Radio-Pulsare in unserer Galaxie entdeckt wurden, konnte bislang nicht ein einziger Pulsar im direkten Umfeld des Galaktischen Zentrums gefunden werden. Dies ist um so mehr erstaunlich, da die statistische Pulsar-Verteilung nicht nur eine deutliche Zunahme der Pulsare zum Zentrum unserer Galaxie zeigt, sondern dieser Himmelsbereich auch schon mehrfach in verschiedenen Pulsar-Suchen beobachtet wurde.
Das Defizit von Pulsaren im Galaktischen Zentrum wird heute allgemein durch Selektionseffekte bei der Suche erklärt, die aufgrund von Inhomogenitäten und der erhöhten Dichte des Interstellaren Mediums im Zentrumsbereich hervorgerufen werden. Diese Einflüsse bewirken eine frequenzabhängige Phasenverschiebung (Dispersion) sowie eine Pulsverbreiterung durch Mehrwegeausbreitung (Scattering) der zeitvarianten Strahlung von Pulsaren. Während die Dispersion durch geeignete Maßnahmen bei der Beobachtung nahezu vollständig beseitigt werden kann, ist die Pulsverbreiterung durch Scattering, die einen negativen Einfluß auf die Suchempfindlichkeit hat, nur mit Beobachtungen bei höheren Frequenzen zu mindern. Weil die Strahlungsintensität von Pulsaren jedoch zu höheren Frequenzen steil abfällt, kann die optimale Beobachtungsfrequenz nur ein Kompromiß der beiden gegensätzlichen Forderungen sein.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde daher die erste Suche nach Pulsaren im Galaktischen Zentrum bei der für Pulsar-Beobachtungen ungewöhnlich hohen Frequenz von 5 GHz mit dem 100-m Radioteleskop des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie durchgeführt und analysiert. Der wissenschaftliche Teil dieser Dissertation umfasst eine ausführliche Diskussion über die zu erwartende Anzahl detektierbarer Zentrumspulsare für zwei unterschiedliche Sternentstehungs-Szenarien im Galaktischen Zentrum und ferner eine gründliche Untersuchung der erzielten Empfindlichkeit zur durchgeführten Pulsar-Suche. Die technischen Kapitel beschreiben die Entwicklung des Datenaufnahmesystems (Backends) und der Suchsoftware zur Auswertung der Beobachtungsdaten, die beide speziell für dieses Suchprojekt entworfen wurden.