Οι αστρονόμοι ανακαλύπτουν μια παράξενη, πρωτοφανή δραστηριότητα ενός από τους ισχυρότερους μαγνήτες του σύμπαντος

Η εντύπωση του καλλιτέχνη για το Swift J1818.0-1607 Active Magnetar. Πίστωση: Carl Knox, OzGrav.

Οι αστρονόμοι στο ARC Center of Excellence for the Discovery of Gravitational Waves (OzGrav) και το CSIRO μόλις παρατήρησαν μια παράξενη και ποτέ πριν – ξαφνική συμπεριφορά ενός ραδιο-ισχυρού μαγνήτη – έναν σπάνιο τύπο αστέρα νετρονίων και έναν από τους πιο ισχυρούς μαγνήτες στο σύμπαν.


Τα νέα ευρήματά τους, που δημοσιεύθηκαν σήμερα στο Μηνιαίες ειδοποιήσεις από τη Βασιλική Αστρονομική Εταιρεία (MNRAS, προτείνουμε ότι τα μαγνητάρια έχουν πιο πολύπλοκα μαγνητικά πεδία από ό, τι πιστεύαμε προηγουμένως, τα οποία μπορεί να προκαλέσουν τις θεωρίες για το πώς γεννήθηκαν και εξελίσσονται με την πάροδο του χρόνου.

Οι μαγνήτες είναι ένας σπάνιος τύπος περιστρεφόμενου αστεριού νετρονίων με μερικά από τα περισσότερα ισχυρά μαγνητικά πεδία Στο σύμπαν. Οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει μόνο 30 από αυτά τα αντικείμενα μέσα και γύρω από τον Γαλαξία μας, τα περισσότερα από τα οποία εντοπίστηκαν με τηλεσκόπια ακτίνων Χ μετά από έκρηξη υψηλής ενέργειας.

Ωστόσο, μια χούφτα από αυτά τα μαγνητάρια εκπέμπουν επίσης ραδιο παλμούς παρόμοιους με τους πάλσαρ – τα λιγότερο μαγνητικά ξαδέλφια των μαγνηταρίων που παράγουν ακτίνες ραδιοκυμάτων από τους μαγνητικούς πόλους τους. Η παρακολούθηση της εξέλιξης των παλμών αυτών των ραδιο-ισχυρών μαγνητών με την πάροδο του χρόνου προσφέρει ένα μοναδικό παράθυρο στην εξέλιξη και τη γεωμετρία τους.

Τον Μάρτιο του 2020, ανακαλύφθηκε ένα νέο μαγνητάρι με το όνομα Swift J1818.0-1607 (για συντομία J1818) μετά την έκρηξη ακτινογραφιών. Ταχείες παρατηρήσεις παρακολούθησης ανίχνευσαν ραδιο παλμούς από το μαγνητάρ. Παραδόξως, η εμφάνιση των ραδιοφωνικών παλμών του J1818 ήταν αρκετά διαφορετική από εκείνη που εντοπίστηκαν από άλλα μαγνητάρια με ισχυρό ραδιόφωνο.

Οι περισσότεροι μαγνητικοί ραδιο παλμοί διατηρούν σταθερή φωτεινότητα σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων παρατήρησης. ωστόσο, Οι παλμοί J1818 ήταν πολύ πιο φωτεινοί σε χαμηλές συχνότητες από ό, τι σε υψηλές συχνότητες– παρόμοιο με αυτό που βλέπουμε στα pulsars, έναν άλλο πιο κοινό τύπο αστέρα νετρονίων που εκπέμπει ραδιόφωνο.

Για να κατανοήσουμε καλύτερα πώς θα εξελιχθεί το J1818 με την πάροδο του χρόνου, μια ομάδα με επικεφαλής τους επιστήμονες από το Κέντρο Αριστείας του ARC για την Ανακάλυψη των Βαρυτικών Κυμάτων (OzGrav) το παρατήρησε οκτώ φορές χρησιμοποιώντας το ραδιο τηλεσκόπιο CSIRO Parkes. (Επίσης γνωστό ως Μουριγιάνγκ) μεταξύ Μαΐου και Οκτωβρίου 2020.

Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ανακάλυψαν ότι ο μαγνήτης είχε υποστεί μια σύντομη κρίση ταυτότητας: τον Μάιο, εξακολουθούσε να εκπέμπει τους ασυνήθιστους παλμούς που μοιάζουν με πάλσαρ που είχαν εντοπιστεί προηγουμένως. Ωστόσο, μέχρι τον Ιούνιο είχε αρχίσει να εκκενώνεται μεταξύ μιας σαφούς κατάστασης και μιας αδύναμης κατάστασης. Αυτή η τρεμοπαιζόμενη συμπεριφορά κορυφώθηκε τον Ιούλιο, όταν οι αστρονόμοι το είδαν να τρεμοπαίζει μπρος-πίσω μεταξύ των παλμών και των μαγνητικών ραδιο παλμών.

«Αυτή η παράξενη συμπεριφορά δεν έχει φανεί ποτέ πριν σε κανένα άλλο ραδιόφωνο με μαγνήτη», λέει ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και το Πανεπιστήμιο Swinburne / CSIRO PhD. μαθητής Marcus Lower. “Φαίνεται ότι αυτό ήταν μόνο ένα βραχύβιο φαινόμενο, γιατί από την επόμενη όρασή μας είχε εγκατασταθεί μόνιμα σε αυτή τη νέα μαγνητοειδή κατάσταση.”

Οι επιστήμονες αναζήτησαν επίσης τα σχήματα παλμών και τις αλλαγές στη φωτεινότητα σε διαφορετικές ραδιοσυχνότητες και συνέκριναν τις παρατηρήσεις τους με ένα θεωρητικό μοντέλο 50 ετών. Αυτό το μοντέλο προβλέπει την αναμενόμενη γεωμετρία ενός πάλσαρ, με βάση την κατεύθυνση της περιστροφής του πολωμένου φωτός του.

“Από τις παρατηρήσεις μας, διαπιστώσαμε ότι ο μαγνητικός άξονας του J1818 δεν είναι ευθυγραμμισμένος με τον άξονα περιστροφής του”, λέει ο Κάτω. “Αντίθετα, ο μαγνητικός πόλος που εκπέμπει ραδιόφωνο φαίνεται να βρίσκεται στο νότιο ημισφαίριο του, που βρίσκεται ακριβώς κάτω από τον ισημερινό. Τα περισσότερα μαγνητάρια έχουν μαγνητικά πεδία ευθυγραμμισμένα με τους άξονες περιστροφής ή λίγο ασαφή. Είναι η πρώτη φορά που έχουμε δει σίγουρα ένα μαγνητάρι με λανθασμένος μαγνητικός πόλος. ”

Είναι αξιοσημείωτο ότι αυτή η μαγνητική γεωμετρία φαίνεται σταθερή στις περισσότερες παρατηρήσεις. Αυτό υποδηλώνει ότι οποιαδήποτε αλλαγή στο προφίλ παλμού οφείλεται απλώς σε διακυμάνσεις στο ύψος των ραδιο παλμών που εκπέμπονται πάνω από την επιφάνεια του άστρου νετρονίων. Ωστόσο, την 1η Αυγούστουαγ Η παρατήρηση του 2020 ξεχωρίζει ως μια περίεργη εξαίρεση.

«Το καλύτερο γεωμετρικό μοντέλο μας για αυτήν την ημερομηνία υποδηλώνει ότι η ραδιοφωνική δέσμη στράφηκε σύντομα σε έναν εντελώς διαφορετικό μαγνητικό πόλο που βρίσκεται στο βόρειο ημισφαίριο του μαγνητάριου», εξηγεί ο Κάτω.

Μια ξεχωριστή έλλειψη οποιασδήποτε αλλαγής στο μαγνήτη ώθηση το σχήμα του προφίλ δείχνει το ίδιο μαγνητικό πεδίο Οι γραμμές που ενεργοποιούν τους «φυσιολογικούς» ραδιο παλμούς πρέπει επίσης να είναι υπεύθυνες για τους παλμούς που φαίνονται από τους άλλους Πόλος.

Η μελέτη δείχνει ότι αυτό αποδεικνύει ότι οι ραδιοφωνικοί παλμοί του J1818 προέρχονται από βρόχους γραμμές μαγνητικού πεδίου συνδέοντας δύο στενούς πόλους, όπως εκείνοι που φαίνονται να συνδέουν τους δύο πόλους ενός μαγνήτη πέταλου ή κηλίδες στον ήλιο. Αυτό είναι διαφορετικό από τα περισσότερα συνηθισμένα αστέρια νετρονίων, τα οποία θα πρέπει να έχουν βόρειους και νότιους πόλους στις αντίθετες πλευρές του αστεριού που συνδέονται με ένα μαγνητικό πεδίο σε σχήμα δακτυλίου.

Αυτή η συγκεκριμένη διαμόρφωση μαγνητικού πεδίου υποστηρίζεται επίσης από μια ανεξάρτητη μελέτη των παλμών ακτίνων Χ από το J1818 που εντοπίστηκαν από το τηλεσκόπιο NICER επί του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού. Οι ακτίνες Χ φαίνεται να προέρχονται είτε από μία παραμορφωμένη περιοχή γραμμών μαγνητικού πεδίου που αναδύονται από την επιφάνεια του μαγνητάρ, είτε από δύο μικρότερες αλλά στενές περιοχές.

Αυτά τα ευρήματα έχουν πιθανές επιπτώσεις σε προσομοιώσεις υπολογιστών για το πώς γεννήθηκαν τα μαγνητάρια και εξελίσσονται για μεγάλες χρονικές περιόδους, καθώς οι πιο περίπλοκες γεωμετρίες μαγνητικού πεδίου θα αλλάξουν τον ρυθμό με τον οποίο τα μαγνητικά τους πεδία αναμένεται να αποσυντεθούν με την πάροδο του χρόνου. Επιπρόσθετα, οι θεωρίες που υποδηλώνουν ότι οι ραδιοφωνικές εκρήξεις μπορεί να προέρχονται από μαγνήτες θα πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τους ραδιοπαλμούς που πιθανώς προέρχονται από πολλαπλές τοποθεσίες που δραστηριοποιούνται στα μαγνητικά τους πεδία.

Πιάστε ένα flip στο μεταξύ μαγνητικοί πόλοι σε δράση θα μπορούσε επίσης να προσφέρει την πρώτη ευκαιρία να χαρτογραφηθεί το μαγνητικό πεδίο ενός μαγνητάρ.

“Το τηλεσκόπιο Parkes θα παρακολουθεί το μαγνήτης στενά τον επόμενο χρόνο », λέει ο επιστήμονας και συν-συγγραφέας της μελέτης Simon Johnston του CSIRO Astronomy and Space Science.


Μυστηριώδες περιστρεφόμενο αστέρι νετρονίων που εντοπίστηκε στο Γαλαξία αποδεικνύεται εξαιρετικά σπάνιο εύρημα


Περισσότερες πληροφορίες:
ME Lower et αϊ. Η δυναμική μαγνητόσφαιρα του Swift J1818.0−1607, Μηνιαίες ειδοποιήσεις από τη Βασιλική Αστρονομική Εταιρεία (2020). DOI: 10.1093 / mnras / staa3789

Marcus E. Lower et αϊ. Η δυναμική μαγνητόσφαιρα του Swift J1818.0−1607 arxiv.org/abs/2011.12463 arXiv: 2011.12463v2 [astro-ph.HE] Τ

Παραθέτω, αναφορά: Οι αστρονόμοι εντοπίζουν παράξενη, ποτέ πριν από τη δραστηριότητα ενός από τους ισχυρότερους μαγνήτες του σύμπαντος (2021, 1 Φεβρουαρίου) ανακτήθηκε την 1η Φεβρουαρίου 2021 από https://phys.org/news/2021-02- παράξενοι αστρονόμοι-ποτέ- πιο ισχυρός-μαγνήτες-avant-vu.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από την ορθή χρήση για ιδιωτικούς σκοπούς μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για πληροφορίες.

READ  Εποχιακή πρόβλεψη για το υπόλοιπο του χειμώνα 2020/2021

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *