Endnu et fingerpeg om den sande natur af hurtige radioudbrud

Hurtige radioudbrud (FRB'er) er mærkelige begivenheder. De kan kun vare i millisekunder, men i løbet af den tid kan de overstråle en galakse. Nogle FRB'er er repeatere, hvilket betyder, at de kan forekomme mere end én gang fra samme sted, mens andre ser ud til at forekomme kun én gang. Vi er stadig ikke helt sikre på, hvad der forårsager dem, eller selv om de to typer har samme årsag. Men takket være et samarbejde mellem observationer fra jordbaserede radioteleskoper og rumbaserede røntgenobservatorier begynder vi at finde ud af FRB'er.

De fleste FRB'er sker langt ud over vores galakse, så selvom vi kan fastlægge deres placeringer, er det svært at observere nogen detaljer om deres årsag. Så, i 2020, observerede vi et hurtigt radioudbrud i vores galakse. Efterfølgende observationer viste, at den opstod i området af en stærkt magnetiseret neutronstjerne kendt som en magnetar.

Dette førte til ideen om, at magnetarer var kilden til FRB'er, muligvis gennem magnetiske udbrud svarende til soludbrud. Men magnetarer og sollignende stjerner er meget forskellige. Det var stadig ikke klart, hvordan en magnetar kunne frigive en så enorm mængde energi så hurtigt, selv med deres intense magnetfelter. Nu tyder en ny undersøgelse på, at magnetarens rotation spiller en nøglerolle.

Undersøgelsen, der vises på pre-print-serveren arXiv , fokuserer på 2020 FRB-magnetaren. Kendt som SGR 1935+2154, er det både en magnetar og en pulsar. Det betyder, at den udsender en almindelig radiopop, mens den roterer.

Pulsarer er utroligt regelmæssige og bruges som en slags kosmisk ur til alt fra at studere gravitationsbølger til hypotetisk navigation gennem galaksen. Men over tid bliver en pulsars rotation langsommere, da rotationsenergien stråler væk takket være dens magnetfelt. Ved at observere denne henfaldshastighed kan astronomer bedre forstå strukturen af ​​neutronstjerner og magnetarer.

Men nogle gange vil rotationshastigheden skifte pludseligt. Det er kendt som en fejl, hvis rotationen pludselig accelererer, og en anti-glitch, hvis den pludselig bremses. Disse fejl menes at opstå, når der er en form for pludselig strukturel ændring i neutronstjernen, såsom et stjerneskælv.

I 2022 observerede NASAs Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NUSTAR) rumfartøj og Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) på den internationale rumstation begge endnu et hurtigt radioudbrud fra SGR 1935+2154. Sammen havde de røntgendata på magnetaren før, under og efter eksplosionen. Holdet så på radioobservationer i samme tid og fandt et fald i pulsarrotationshastigheden under udbruddet. Dette indebærer en forbindelse mellem rotation og burst.

Alt i alt, hvad holdet observerede, var en flagrende røntgenstråling fra SGR 1935+2154 lidt før udbruddet, derefter en fejl i rotationen, selve udbruddet og en tilbagevenden til den normale rotationshastighed. Dette er kun én observation, men det ser ud til, at magnetaren havde den magnetiske energi klar til at frigives før udbruddet, og skiftet i rotation skabte de nødvendige betingelser for at generere FRB.

Flere oplysninger: Chin-Ping Hu et al., Hurtige spinændringer omkring et magnetar hurtigt radioudbrud, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2402.09291

Leveret af Universe Today