Forskere finder manglende forbindelse mellem magnetarer og rotationsdrevne pulsarer

Forskere fra RIKEN Cluster for Pioneering Research har lavet observationer af en ny magnetar, kaldet Swift J1818.0-1607, som udfordrer den nuværende viden om to typer ekstreme stjerner, kendt som magnetarer og pulsarer. Forskningen, netop offentliggjort i Astrofysisk tidsskrift , blev udført ved hjælp af Neutron star Interior Composition Explorer (NICER), et røntgeninstrument ombord på den internationale rumstation.

Magneter er en undertype af pulsarer, som er neutronstjerner - degenererede stjerner, der ikke formåede at blive til sorte huller, men i stedet blev ekstremt tætte legemer, der hovedsagelig består af neutroner. Magneter såvel som nogle unge rotationsdrevne pulsarer - en anden type pulsar - udsender kraftige røntgenstråler, men mekanismen menes at være anderledes. Med magnetarer, strålerne menes at være drevet af ekstremt stærke magnetiske felter, hvorimod de i kanoniske pulsarer drives af stjernens hurtige rotation. Imidlertid, der er meget, der ikke er godt forstået ved disse fænomener. For nylig, adskillige magnetarer har vist sig at udsende radiobølger - en egenskab, der tidligere blev anset for at være begrænset til kanoniske rotationsdrevne pulsarer - hvilket udvisker grænsen mellem de to.

For den aktuelle undersøgelse, arbejde udført af Chin-Ping Hu, en gæsteforsker ved Extreme Natural Phenomena RIKEN Hakubi Research Team i RIKEN Cluster for Pioneering Research og kolleger, har afsløret en manglende forbindelse mellem de to typer pulsarer.

Den 12. marts et nyt gammastråleudbrud blev opdaget af Burst Alert Telescope (BAT) ombord på Neil Gehrels Swift Observatory, et rumbaseret gammastråleobservatorium. Objektet, menes at være en magnetar, blev døbt Swift J1818.0-1607. RIKEN-gruppen og NICER-teamet gik hurtigt i gang. Fire timer efter alarmen, de begyndte at lave røntgenopfølgende observationer med NICER.

De fandt ud af, at magnetaren havde en pulsationsperiode på 1,36 sekunder, den korteste blandt magnetarer observeret indtil nu. Deres observationer viste, at den viste spin-down-adfærd - hvilket tyder på, at emissionerne til en vis grad blev drevet af rotationer - og at den havde et magnetisk overflademagnetfelt på magnetarniveau på 2,7×10 ¹⁴ Gauss, hvilket indikerer, at det er en ung magnetar, dannet omkring 420 år tidligere. Undersøgelser af "glitches" - pludselige ændringer i rotationsfrekvensen, der er vigtige for at forstå neutronstjerner - samt den støjende timingadfærd af dens stjernerotation viste, at den faktisk er ung. Imidlertid, dets røntgenstråling viste sig at være lavere end andre magnetarer, hvilket indikerer, at stjernen har egenskaber af både magnetarer og rotationsdrevne pulsarer.

Ifølge Hu, "Vores undersøgelse har givet os ny forståelse af neutronstjernerne med høje magnetfelter. Nylige radioobservationer tyder på, at magnetarer kan være en årsag til mystiske fænomener kaldet hurtige radioudbrud, så vi ser frem til at undersøge nærmere."

Ifølge Teruaki Enoto, teamleder af Extreme Natural Phenomena RIKEN Hakubi Research Team, "Opdagelsen af ​​en ny magnetar er præcis, hvad vores magnetar- og magnetosfære-videnskabshold fra NICER ventede på. NICER-observatoriet er meget velegnet til at overvåge røntgenpulseringer fra magnetarer, og broen mellem de to typer pulsarer, som vi opdagede, har bidraget til vores forståelse af disse mystiske objekter."