Død stjerne udsender aldrig før set blanding af stråling

Et globalt samarbejde mellem teleskoper, herunder ESA's Integral højenergi-rumobservatorium, har opdaget en unik blanding af stråling, der sprænger fra en død stjerne i vores galakse - noget, der aldrig er set før i denne type stjerne, og kan løse et langvarigt kosmisk mysterium.

Fundet involverer to slags interessante kosmiske fænomener:magnetarer og hurtige radioudbrud. Magneter er stjernerester med nogle af de mest intense magnetfelter i universet. Når de bliver "aktive", de kan producere korte udbrud af højenergistråling, der typisk ikke varer et sekund, men som er milliarder af gange mere lysende end Solen.

Hurtige radioudbrud er et af astronomiens største uløste mysterier. Først opdaget i 2007, disse begivenheder pulserer klart i radiobølger i blot et par millisekunder, før de forsvinder, og ses kun sjældent igen. Deres sande natur forbliver ukendt, og intet sådant udbrud er nogensinde blevet observeret enten i Mælkevejen, med kendt oprindelse, eller udsender enhver anden form for stråling ud over radiobølgedomænet – indtil nu.

I slutningen af ​​april, SGR 1935+2154, en magnetar opdaget for seks år siden i stjernebilledet Vulpecula, efter et stort udbrud af røntgenstråler, blev aktiv igen. Kort efter, astronomer udspionerede noget forbløffende:denne magnetar udstrålede ikke kun sine sædvanlige røntgenstråler, men radiobølger, også.

"Vi opdagede magnetarens udbrud af højenergi, eller 'hårdt', Røntgenbilleder med Integral den 28. april, " siger Sandro Mereghetti fra National Institute for Astrophysics (INAF–IASF) i Milano, Italien, hovedforfatter til en ny undersøgelse af denne kilde baseret på Integral-data.

"Burst Alert System" på Integral advarede automatisk observatorier over hele verden om opdagelsen på få sekunder. Dette var timer før andre advarsler blev udstedt, gør det muligt for det videnskabelige samfund at handle hurtigt og udforske denne kilde mere detaljeret."

Astronomer på jorden spottede et kort og ekstremt skarpt udbrud af radiobølger fra retningen af ​​SGR 1935+2154 ved hjælp af CHIME-radioteleskopet i Canada samme dag, over samme tidsramme som røntgenstrålingen. Dette blev uafhængigt bekræftet et par timer senere af Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2 (STARE2) i USA.

"Vi har aldrig set et udbrud af radiobølger, der ligner et hurtigt radioudbrud, fra en magnetar før, " tilføjer Sandro.

"Det er afgørende, IBIS imager på Integral gjorde det muligt for os præcist at lokalisere oprindelsen af ​​burst, stifter sin forbindelse med magnetaren, " siger medforfatter Volodymyr Savchenko fra Integral Science Data Center ved Universitetet i Genève, Schweiz.

"De fleste af de andre satellitter, der var involveret i den kollaborative undersøgelse af denne begivenhed, var ikke i stand til at måle deres position på himlen - og dette var afgørende for at identificere, at emissionen faktisk kom fra SGR1935+2154."

"Dette er den første observationsforbindelse nogensinde mellem magnetarer og Fast Radio Bursts, " forklarer Sandro.

"Det er virkelig en stor opdagelse, og hjælper med at bringe disse mystiske fænomeners oprindelse i fokus."

Denne forbindelse understøtter kraftigt ideen om, at hurtige radioudbrud stammer fra magnetarer, og demonstrerer, at udbrud fra disse stærkt magnetiserede objekter også kan spottes ved radiobølgelængder. Magneter er mere og mere populære blandt astronomer, da de menes at spille en nøglerolle i at drive en række forskellige forbigående hændelser i universet, fra superlysende supernovaeksplosioner til fjerne og energiske gammastråleudbrud.

Lanceret i 2002, Integral bærer en suite af fire instrumenter, der samtidig kan observere og tage billeder af kosmiske objekter i gammastråler, røntgenstråler, og synligt lys.

På tidspunktet for udbruddet, magnetaren var tilfældigvis i IBIS-instrumentets synsfelt på 30 grader gange 30 grader, hvilket fører til en automatisk detektion af satellittens Burst Alert System-softwarepakke – drevet af Integral Science Data Center i Genève – der øjeblikkeligt advarer observatorier over hele verden. På samme tid, Spectrometer on Integral (SPI) detekterede også røntgenstråleudbrud, sammen med en anden rummission, China's Insight Hard X-ray Modulation Telescope (HXMT).

"This kind of collaborative, multi-wavelength approach and resulting discovery highlights the importance of timely, large-scale coordination of scientific research efforts, " adds ESA's Integral project scientist Erik Kuulkers.

"By bringing together observations from the high-energy part of the spectrum all the way to radio waves, from across the globe and in space, scientists have been able to elucidate a long-standing mystery in astronomy. We're thrilled that Integral played a key role in this."

The paper "INTEGRAL discovery of a burst with associated radio emission from the magnetar SGR 1935+2154" by S. Mereghetti et al. er offentliggjort i Astrofysiske tidsskriftsbreve .