science >> Wetenschap >  >> Astronomie

VLBA doet eerste directe afstandsmeting naar magnetar

Artistieke opvatting van een magnetar -- een superdichte neutronenster met een extreem sterk magnetisch veld. In deze illustratie, de magnetar zendt een uitbarsting van straling uit. Krediet:Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF

Astronomen die de Very Long Baseline Array (VLBA) van de National Science Foundation gebruiken, hebben de eerste directe geometrische meting gedaan van de afstand tot een magnetar in ons Melkwegstelsel - een meting die zou kunnen helpen bepalen of magnetars de bronnen zijn van de lang mysterieuze Fast Radio Bursts (FRB's).

Magnetars zijn een verscheidenheid aan neutronensterren - de superdichte overblijfselen van massieve sterren die als supernova's explodeerden - met extreem sterke magnetische velden. Een typisch magnetisch magnetisch veld is een biljoen keer sterker dan het aardmagnetisch veld, waardoor magnetars de meest magnetische objecten in het heelal zijn. Ze kunnen sterke uitbarstingen van röntgenstralen en gammastralen uitzenden, en zijn recentelijk een vooraanstaande kandidaat geworden voor de bronnen van FRB's.

Een magnetar genaamd XTE J1810-197, ontdekt in 2003, was de eerste van slechts zes van dergelijke objecten die radiopulsen uitzond. Dat deed het van 2003 tot 2008 dan stopte voor een decennium. In december 2018, het hervat het uitzenden van heldere radiopulsen.

Een team van astronomen gebruikte de VLBA om van januari tot november 2019 regelmatig XTE J1810-197 te observeren, dan weer in maart en april 2020. Door de magnetar vanaf weerszijden van de baan van de aarde rond de zon te bekijken, ze waren in staat om een ​​kleine verschuiving in de schijnbare positie te detecteren ten opzichte van achtergrondobjecten die veel verder weg waren. Dit effect, parallax genoemd, stelt astronomen in staat om geometrie te gebruiken om de afstand van het object direct te berekenen.

"Dit is de eerste parallaxmeting voor een magnetar, en laat zien dat het een van de dichtstbijzijnde magnetars is die we kennen - op ongeveer 8100 lichtjaar - waardoor het een belangrijk doelwit is voor toekomstig onderzoek, " zei Hao Ding, een afgestudeerde student aan de Swinburne University of Technology in Australië.

Door een object vanaf weerszijden van de baan van de aarde rond de zon te observeren, zoals geïllustreerd in de opvatting van deze kunstenaar, astronomen waren in staat om de kleine verschuiving in de schijnbare positie van het object te detecteren ten opzichte van veel verder weg gelegen achtergrondobjecten. Dit effect, parallax genoemd, stelt wetenschappers vervolgens in staat om geometrie te gebruiken om de afstand tot het object direct te berekenen - in dit geval een magnetar in ons eigen Melkwegstelsel. De afbeelding is niet op schaal. Krediet:Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF

Op 28 april, een andere magneet, genaamd SGR 1935+2154, een korte radio-uitbarsting uitgezonden die de sterkste was die ooit vanuit de Melkweg is opgenomen. Hoewel ze niet zo sterk zijn als FRB's die uit andere sterrenstelsels komen, deze burst suggereerde astronomen dat magnetars FRB's konden genereren.

Snelle radioflitsen werden voor het eerst ontdekt in 2007. Ze zijn erg energiek, en duren hooguit enkele milliseconden. De meeste zijn van buiten de Melkweg gekomen. Hun oorsprong blijft onbekend, maar hun kenmerken hebben aangegeven dat de extreme omgeving van een magnetar ze zou kunnen genereren.

"Door een precieze afstand tot deze magnetar te hebben, kunnen we nauwkeurig de sterkte berekenen van de radiopulsen die eruit komen. Als het iets uitzendt dat lijkt op een FRB, we zullen weten hoe sterk die pols is, " zei Adam Deller, ook van de Swinburne University. "FRB's variëren in sterkte, dus we zouden graag willen weten of een magnetarpuls in de buurt komt van of overlapt met de sterkte van bekende FRB's, " hij voegde toe.

"Een sleutel tot het beantwoorden van deze vraag is om meer afstanden tot magnetars te krijgen, zodat we onze steekproef kunnen uitbreiden en meer gegevens kunnen verkrijgen. De VLBA is hiervoor de ideale tool, " zei Walter Brisken, van het National Radio Astronomy Observatory.

In aanvulling, "We weten dat pulsars, zoals die in de beroemde Krabnevel, zend 'gigantische pulsen' uit, ' veel sterker dan hun gebruikelijke. Het bepalen van de afstanden tot magnetars zal ons helpen dit fenomeen te begrijpen, en ontdek of FRB's misschien het meest extreme voorbeeld zijn van gigantische pulsen, ' zei Ding.

Het uiteindelijke doel is om het exacte mechanisme te bepalen dat FRB's produceert, zeiden de wetenschappers.