Tajemnicza wirująca gwiazda neutronowa wykryta w Drodze Mlecznej okazuje się niezwykłym odkryciem
12 marca 2020 roku kosmiczny teleskop Swift wykrył wybuch promieniowania w Drodze Mlecznej. W ciągu tygodnia odkryto, że nowe źródło promieniowania X, nazwane Swift J1818.0–1607, jest magnetarem, rzadkim rodzajem wolno rotującej gwiazdy neutronowej z jednym z najpotężniejszych pól magnetycznych we Wszechświecie.
Wirując raz na 1,44 sekundy, jest najszybszym znanym wirującym magnetarem i prawdopodobnie jedną z najmłodszych gwiazd neutronowych w Drodze Mlecznej. Emituje również impulsy radiowe, takie jak te obserwowane z pulsarów – innego rodzaju wirujących gwiazd neutronowych w naszej galaktyce. W momencie wykrycia znane były tylko cztery inne magnetary emitujące impulsy radiowe, co czyni Swift J1818.0–1607 niezwykle rzadkim odkryciem.
W niedawno opublikowanym badaniu przeprowadzonym przez zespół OzGrav stwierdzono, że impulsy z magnetara stają się znacznie słabsze przy przechodzeniu z niskich do wysokich częstotliwości radiowych: ma „strome” spektrum radiowe. Jego emisja radiowa jest nie tylko bardziej stroma niż czterech innych magnetarów radiowych, ale także bardziej niż ~90% wszystkich pulsarów! Ponadto odkryli, że magnetar stał się ponad 10 razy jaśniejszy w ciągu zaledwie dwóch tygodni.
Dla porównania pozostałe cztery magnetary radiowe mają prawie stałą jasność przy różnych częstotliwościach radiowych. Obserwacji tych dokonano z użyciem systemu odbiorników Ultra Wideband-Low (UWL) zainstalowanych na radioteleskopie Parkes. Podczas gdy większość teleskopów ogranicza się do obserwacji fal radiowych na bardzo wąskich pasmach częstotliwości, odbiornik Parkes UWL może wykrywać jednocześnie fale radiowe o bardzo szerokim zakresie częstotliwości.
Po dalszej analizie zespół znalazł interesujące podobieństwa do wysokoenergetycznego pulsara radiowego o nazwie PSR J1119–6127. Pulsar doznał wybuchu magnetycznego w 2016 roku, gdzie również doświadczyła gwałtownego wzrostu jasności i rozwinął strome spektrum radiowe. Jeżeli wybuchy tego pulsara i Swift J1818.0–1607 mają to samo źródło mocy, to powoli z czasem spektrum magnetara powinno zacząć przypominać inne obserwowane magnetary radiowe.
Wiek młodego magnetara (pomiędzy 240 a 320 lat) mierzono zarówno na podstawie jego okresu rotacji, jak i tego, jak szybko zwalnia na przestrzeni czasu; jest jednak mało prawdopodobne, aby był tak dokładny. Wskaźniki rozpadu magnetarów są bardzo zmienne w rocznych przedziałach czasowych, szczególnie po wybuchach, i mogą prowadzić do błędnych szacunków wieku. Jest to również wzmacniane przez brak pozostałości po supernowej w pozycji magnetarów.
Główny autor badania, Marcus Lower, zaproponował teorię wyjaśniającą tajemnicze właściwości magnetara: ”Swift J1818.0–1607 mógł rozpocząć życie jako bardziej zwykły pulsar radiowy, który z czasem uzyskał właściwości rotacyjne magnetara. Może się to zdarzyć, jeżeli bieguny magnetyczne i rotacyjne gwiazdy neutronowej gwałtownie się wyrównają lub jeżeli materia supernowej opadnie na gwiazdę neutronową i zasłoni jej pole magnetyczne.”
Zasłonięte pole magnetyczne powoli wyłaniało by się z powrotem na powierzchnię przez tysiące lat. Potrzebne są ciągłe obserwacje Swift J1818.0–1607 przez wiele miesięcy lub lat, aby przetestować te teorie.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
