Magnetar SGR J1935+2154 undersøgt i detaljer

Brug af forskellige jordbaserede faciliteter verden over, et internationalt hold af astronomer har udført langsigtede multi-frekvens radioobservationer af en galaktisk magnetar kendt som SGR J1935+2154. Resultaterne af observationskampagnen, offentliggjort 10. marts på arXiv.org, kaste mere lys over egenskaberne ved radioemission fra denne kilde.

Magneter er neutronstjerner med ekstremt stærke magnetfelter, mere end kvadrillion gange stærkere end vores planets magnetfelt. Nedbrydning af magnetfelter i magnetarer driver emissionen af ​​højenergi elektromagnetisk stråling, for eksempel, i form af røntgenstråler eller radiobølger.

Soft Gamma-ray Repeater (SGR) J1935+2154 blev oprindeligt opdaget af Burst Alert Telescope ombord på NASAs Swift-rumfartøj, som et røntgenudbrud i juli 2014. Efterfølgende observationer af denne kilde gjorde det muligt for astronomerne at klassificere den som en magnetar, og de fandt ud af, at kilden blev aktiv igen i april 2020, når den udviste flere udbrud.

Den 28. april, 2020, et meget lyst radioudbrud af SGR J1935+2154 blev identificeret, som viste sig at være lysere end noget radioudbrud set fra nogen galaktisk kilde til dato. I øvrigt, den tilsvarende energi af dette udbrud blev estimeret til at være mellem en og to størrelsesordener mindre end den ækvivalente energi for de svageste hurtige radioudbrud (FRB'er).

FRB'er er intense udbrud af radioemission, der varer i millisekunder og viser den karakteristiske spredning af radiopulsarer. Den fysiske karakter af disse udbrud er ukendt, og astronomer har overvejet en række forskellige forklaringer, inklusive synkrotron-maser-emission fra unge magnetarer i supernova-rester, og kosmiske strengespidser.

For at verificere, om SGR J1935+2154 og andre magnetarer kunne være oprindelsen af ​​FRB'er, en gruppe forskere ledet af Benjamin Stappers fra University of Manchester, udførte multi-frekvens radioobservationer af denne magnetar. Til dette formål, de brugte faciliteter inklusive Arecibo Observatory, Effelsberg 100-m Telescope og Low Frequency Array (LOFAR).

"Magnetarer er en lovende kandidat for oprindelsen af ​​FRB'er. Detekteringen af ​​et ekstremt lysende radioudbrud fra den galaktiske magnetar SGR J1935+2154 den 28. april 2020 tilføjede troværdighed til denne hypotese. Vi rapporterer om samtidige og ikke-simultane observationskampagner ved hjælp af Arecibo, Effelsberg, LOFAR, MeerKAT, MK2 og Northern Cross radioteleskoper og MeerLICHT optiske teleskop i dagene og månederne efter begivenheden den 28. april, " skrev holdet i avisen.

Ifølge undersøgelsen, intervallet af pulsenergier, hvor enkelt-pulsemission er blevet detekteret fra SGR J1935+2154, og de tilsyneladende korte tidsskalaer indikerer, at kilden er usædvanlig variabel. Astronomerne tilføjede, at denne variabilitet er relativt høj sammenlignet med andre magnetarer i Mælkevejen.

Observationerne kunne ikke detektere nogen signifikant enkelt radioimpuls ned til fluensgrænser mellem 25 mJy ms og 18 Jy ms. I øvrigt, ingen punktlignende vedvarende eller forbigående emission blev identificeret ved magnetarens placering, og der blev heller ikke opdaget nogen optisk emission under observationskampagnen.

SGR J1935+2154 har et spredningsmål (DM) på ca. 333 pc/cm ³ og anslås at være placeret højst sandsynligt omkring 21, 000 lysår væk. Under hensyntagen til disse parametre, sammen med resultaterne vedrørende emission fra SGR J1935+2154, astronomerne drager konklusioner om den mulige forbindelse mellem denne magnetar og FRB'er.

"De optiske observationer af feltet kombineret med magnetarens DM tillod os at opnå et afstandsestimat for magnetaren, som understøtter en tættere afstand. Dette tyder på, at det FRB-lignende udbrud kan være en faktor på to eller mere mindre lysende end tidligere antaget og dermed omkring to størrelsesordener svagere end den mindst lysende af de kendte ekstragalaktiske FRB-impulser, " konkluderede forskerne.

© 2021 Science X Network