Gyorsan elhagyhatta a szupernóva-robbanás helyét a legutóbb felfedezett magnetár

10473

2020-ban a magnetárok különleges családjának egészen új tagját fedezték fel. A NASA Chandra röntgenobszervatóriumával végzett új megfigyelések szerint ez a magnetár egyben pulzár is lehet, vagyis szabályosan ismétlődő elektromágneses impulzusokat bocsát ki.

A magnetár a neutroncsillagok különleges típusa, egy rendkívül sűrű objektum, amelyet szinte teljes egészében neutronok alkotnak. Egy szupernóvaként felrobbanó, nagy tömegű csillag összeomlott magjából alakul ki.

A magnetárokat az különbözteti meg a többi neutroncsillagtól, hogy az ismert égitestek közül ők rendelkeznek a legerősebb mágneses térrel a Világegyetemben. Összehasonlításképpen: a Föld mágneses terének mérhető erőssége nem éri el az 1 gausst, míg egy hűtőmágnes nagyjából 100 gauss erősségű. A magnetárok mágneses tere azonban nagyjából milliószor milliárd gauss erősségű. Ha egy magnetárt a Föld és a Hold távolságának egyhatodára (nagyjából 65 ezer kilométerre) helyeznénk a Földtől, a bolygón lévő összes bankkártya adatai törlődnének.

2020. március 12-én a NASA Neil Gehrels Swift Obszervatóriuma egy új magnetárt fedezett fel. Ez volt a 31. ismert magnetár a nagyjából 3 ezer ismert neutroncsillag közül.

A megfigyelések során a kutatók megállapították, hogy a J1818.0-1607 jelű magnetár más szempontból is különleges. Először is: ez lehet a legfiatalabb ismert magnetár, a számítások szerint nagyjából 500 éves. Ezt a becslést a forgás lassulására alapozzák, valamint arra a feltételezésre, hogy születésekor sokkal gyorsabban forgott. Másodszor: sokkal gyorsabban forog, mint bármely korábban felfedezett magnetár, mindössze 1,4 másodperc alatt fordul meg a tengelye körül.

A felfedezés után egy hónappal végzett megfigyelések, amelyeket a Chandra obszervatóriummal végeztek, nagy részletességű röntgenadatokkal szolgáltak. A Chandra adatai felfedték azt a pontforrást, ahol a magnetár található, és kimutatták, hogy az objektumot diffúz röntgensugárzás veszi körül, amelyet valószínűleg a környezetében lévő por által visszavert röntgensugarak hoznak létre. (A diffúz röntgensugárzás egy része a neutroncsillag csillagszele is lehet.)

Harsha Blumer (West Virginia University) és Samar Safi-Harb (University of Manitoba, Canada) nemrég az Astrophysical Journal Letters című folyóiratban tették közzé a J1818.0-1607 jelű magnetárral kapcsolatos kutatásaik eredményeit.

Kompozit felvétel a J1818.0-1607 jelű magnetár környezetéről. (Forrás: NASA/CXC/Univ. of West Virginia/H. Blumer (röntgen); NASA/JPL-CalTech/Spitzer (infravörös: Spitzer és Wise)

A fenti kompozit felvétel infravörös adatait két NASA-küldetés, a Spitzer-űrtávcső és a WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) teleszkóp felvételei szolgáltatták, amelyeket még a magnetár felfedezése előtt készítettek. A Chandra röntgenadatait a képen lilával jelölték. A nyíllal jelölt magnetár a Tejútrendszer síkjának közelében helyezkedik el, nagyjából 21 ezer fényévre a Földtől. 

Más csillagászok rádiótartományban is vizsgálták az objektumot, így például az új-mexikói VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) rádiótávcső-hálózattal, és megállapították, hogy rádióhullámokat is kibocsát. Ez arra utal, hogy tulajdonságai hasonlóak egy tipikus pulzáréhoz. Ezek olyan neutroncsillagok, amelyek a forgás miatt ismétlődő impulzusokként érzékelhető sugárnyalábokat bocsátanak ki. Ezidáig csupán öt magnetárról, vagyis az ismert neutroncsillagok kevesebb, mint 0,2%-áról derült ki, hogy pulzárként viselkedik.

A Chandra megfigyelései is a fenti elméletet támasztják alá. Safi-Harb és Blumer azt vizsgálta, hogy milyen hatékonyan alakítja át a J1818.0-1607 a forgási sebesség csökkenéséből felszabaduló energiát röntgensugárzássá. Arra a következtetésre jutottak, hogy kisebb hatékonysággal teszi ezt, mint egy átlagos magnetár, és a hatékonyság inkább abba a tartományba esik, amely a pulzárokra jellemző.

A robbanás, amely egy ilyen korú magnetár születéséhez vezetett, érzékelhető törmelékmezőt kellett, hogy hagyjon maga után. A kutatók a Chandra obszervatórium röntgen-, a Spitzer-űrtávcső infravörös, valamint a VLA rádióadataiban keresték a szupernóva-maradvány nyomait. A Spitzer és a VLA adataiban megtalálták a maradvány lehetséges bizonyítékait, de a magnetártól túl nagy távolságra. Ahhoz, hogy ilyen messzire kerüljön a maradványtól, a magnetárnak a leggyorsabb ismert neutroncsillagoknál is jóval nagyobb sebességgel kellett utaznia, még akkor is, ha sokkal idősebb, mint gondolták. A kutatók szerint a magnetár, valamint a diffúz röntgensugárzás jellemzőinek megismeréséhez további vizsgálatok szükségesek a Chandra-röntgenobszervatóriummal.

Forrás: NASA

Hozzászólás

hozzászólás