science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Mysterieuze draaiende neutronenster gedetecteerd in de Melkweg blijkt een uiterst zeldzame ontdekking te zijn

Artistieke impressie van een radiomagnetar. Krediet:CSRIO

Op 12 maart 2020 detecteerde een ruimtetelescoop genaamd Swift een uitbarsting van straling halverwege de Melkweg. Binnen een week, de nieuw ontdekte röntgenbron, genaamd Swift J1818.0-1607, bleek een magnetar te zijn, een zeldzaam type langzaam roterende neutronenster met een van de krachtigste magnetische velden in het universum.

Elke 1,4 seconden draaien, het is de snelst draaiende magnetar die bekend is, en mogelijk een van de jongste neutronensterren in de Melkweg. Het zendt ook radiopulsen uit zoals die van pulsars - een ander type roterende neutronenster. Op het moment van deze detectie, er waren slechts vier andere radiopuls-emitterende magnetars bekend, maken van Swift J1818.0-1607 een uiterst zeldzame ontdekking.

In een recent gepubliceerde studie onder leiding van een team van wetenschappers van het ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav), het bleek dat de pulsen van de magnetar aanzienlijk zwakker worden wanneer ze van lage naar hoge radiofrequenties gaan:het heeft een steil radiospectrum. Zijn radiostraling is niet alleen steiler dan de vier andere radiomagnetars, maar ook steiler dan ~90% van alle pulsars. Aanvullend, ze ontdekten dat de magnetar in slechts twee weken meer dan 10 keer helderder was geworden.

Ter vergelijking, de andere vier radiomagnetars hebben een bijna constante helderheid over radiofrequenties. Deze waarnemingen zijn gedaan met behulp van het ultrabreedband-lage (UWL) ontvangersysteem dat is geïnstalleerd op de Parkes-radiotelescoop, ook bekend als The Dish. Terwijl de meeste telescopen beperkt zijn tot het waarnemen van radiogolven over zeer smalle frequentiestroken, de Parkes UWL-ontvanger kan tegelijkertijd radiogolven over een extreem breed frequentiebereik detecteren.

Na verdere analyse, het OzGrav-team vond interessante overeenkomsten met een zeer energetische radiopulsar genaamd PSR J1119-6127. Deze pulsar onderging in 2016 een magnetar-achtige uitbarsting, waar het, te, ervoer een snelle toename van de helderheid en ontwikkelde een steil radiospectrum. Als de uitbarsting van deze pulsar en Swift J1818.0-1607 dezelfde stroombron delen, dan langzaam na verloop van tijd, het spectrum van de magnetar zou moeten gaan lijken op andere waargenomen radiomagnetars.

De leeftijd van de jonge magnetar, tussen 240 en 320 jaar, werd gemeten vanaf zowel de rotatieperiode als hoe snel het in de loop van de tijd vertraagt; echter, dit is waarschijnlijk niet nauwkeurig. De spin-down tarieven van magnetars zijn zeer variabel op jaarlange tijdschalen, vooral na uitbarstingen, en kan leiden tot onjuiste leeftijdsschattingen. Dit wordt ook ondersteund door het ontbreken van een supernovarest - overblijfselen van lichtgevende stellaire explosies - op de magnetarspositie.

Hoofdauteur Marcus Lower stelde een theorie voor om de mysterieuze eigenschappen van de magnetar te verklaren:"Swift J1818.0-1607 kan zijn leven zijn begonnen als een meer gewone radiopulsar die in de loop van de tijd de rotatie-eigenschappen van een magnetar verkreeg. Dit kan gebeuren als de magnetische en rotatiepolen van een neutronenster worden snel uitgelijnd, of als supernova-materiaal terugviel op de neutronenster en zijn magnetische veld begroef."

Het begraven magnetische veld zou dan gedurende duizenden jaren langzaam weer naar de oppervlakte komen. Vervolg observaties van Swift J1818.0-1607, gedurende vele maanden tot jaren, zijn nodig om deze theorieën te testen.