Kiedy gwiazdy osiągają koniec swojej głównej sekwencji, ulegają one zapadowi grawitacyjnemu, wyrzucając swoje najbardziej zewnętrzne warstwy w wybuch supernowej. Później pozostaje gęsty, wirujący rdzeń złożony głównie z neutronów (czyli gwiazdy neutronowej), o których wiadomo, że w Galaktyce Drogi Mlecznej istnieje jedynie 3000. Jeszcze rzadszym podzbiorem gwiazd neutronowych są magnetary, z których tylko dwa tuziny są znane w naszej galaktyce.
Te gwiazdy są szczególnie tajemnicze, mają niezwykle silne pola magnetyczne, które są prawie wystarczająco silne, aby je rozerwać. A dzięki nowym badaniom zespołu międzynarodowych astronomów wydaje się, że tajemnica tych gwiazd jeszcze się pogłębiła. Korzystając z danych z szeregu obserwatoriów radiowych i rentgenowskich, zespół zaobserwował w zeszłym roku magnetar, który był nieaktywny przez około trzy lata, a teraz zachowuje się nieco inaczej.
Badanie zatytułowane „Odrodzenie magnetaru PSR J1622–4950: Obserwacje z MeerKAT, Parkes, XMM-Newton, Szybki, Chandra, i NuSTAR„, Ostatnio pojawił się w The Astrophysical Journal. Zespołem kierował dr Fernando Camilo - główny naukowiec z Południowoafrykańskiego Radia Astronomy Observatory (SARAO) - w jego skład weszło ponad 200 członków z wielu uniwersytetów i instytucji badawczych z całego świata.
Magnetary są tak nazywane, ponieważ ich pola magnetyczne są do 1000 razy silniejsze niż pola zwykłych pulsujących gwiazd neutronowych (inaczej pulsarów). Energia związana z tymi polami jest tak potężna, że prawie rozbija gwiazdę, powodując, że są niestabilne i wykazują dużą zmienność pod względem ich właściwości fizycznych i emisji elektromagnetycznych.
Podczas gdy wszystkie magnetary emitują promieniowanie rentgenowskie, tylko cztery z nich emitują fale radiowe. Jednym z nich jest PSR J1622-4950 - magnetar znajdujący się około 30 000 lat świetlnych od Ziemi. Na początku 2015 r. Ten magnetar był w stanie uśpienia. Ale jak wskazał zespół w swoich badaniach, astronomowie korzystający z radioteleskopu Parkes CSIRO w Australii zauważyli, że ponownie zaczął działać 26 kwietnia 2017 r.
W tym czasie magnetar emitował jasne impulsy radiowe co cztery sekundy. Kilka dni później Parkes został zamknięty w ramach miesięcznej rutynowej konserwacji. Mniej więcej w tym samym czasie radioteleskop MeerKAT w Południowej Afryce zaczął monitorować gwiazdę, mimo że wciąż był w budowie i dostępnych było tylko 16 z jej 64 anten radiowych. Dr Fernando Camilo opisuje odkrycie w niedawnej informacji prasowej SKA South Africa:
„Obserwacje MeerKAT okazały się kluczowe dla zrozumienia kilku fotonów rentgenowskich, które uchwyciliśmy za pomocą orbitujących teleskopów NASA - po raz pierwszy impulsy rentgenowskie są wykrywane z tej gwiazdy co 4 sekundy. Podsumowując, dzisiejsze obserwacje pomagają nam uzyskać lepszy obraz zachowania materii w niewiarygodnie ekstremalnych warunkach fizycznych, zupełnie innych niż te, które można doświadczyć na Ziemi ”.
Po dokonaniu wstępnych obserwacji przez obserwatoria Parkes i MeerKAT przeprowadzono dalsze obserwacje za pomocą obserwatorium rentgenowskiego XMM-Newton, kosmicznej misji Swift Gamma-Ray Burst, Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra i Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR). Dzięki tym połączonym obserwacjom zespół zauważył kilka bardzo interesujących rzeczy na temat tego magnetaru.
Po pierwsze, ustalili, że gęstość strumienia radiowego PSR J1622-4950, chociaż zmienna, była około 100 razy większa niż w stanie uśpienia. Ponadto strumień promieniowania rentgenowskiego był co najmniej 800 razy większy w miesiąc po reaktywacji, ale zaczął zanikać wykładniczo w ciągu okresu od 92 do 130 dni. Jednak obserwacje radiowe zauważyły coś w zachowaniu magnetara, co było dość nieoczekiwane.
Chociaż ogólna geometria wyprowadzona z emisji radiowych PSR J1622-4950 była zgodna z ustaleniami sprzed kilku lat, ich obserwacje wykazały, że emisje radiowe pochodzą teraz z innej lokalizacji w magnetosferze. To przede wszystkim wskazuje, jak emisje radiowe z magnetarów mogą różnić się od zwykłych pulsarów.
Odkrycie to potwierdziło także, że Obserwatorium MeerKAT jest światowej klasy instrumentem badawczym. To obserwatorium jest częścią Square Kilometre Array (SKA), projektu wielu radioteleskopów, który buduje największy na świecie radioteleskop w Australii, Nowej Zelandii i Afryce Południowej. Ze swojej strony MeerKAT wykorzystuje 64 anteny radiowe do gromadzenia obrazów radiowych Wszechświata, aby pomóc astronomom zrozumieć, jak galaktyki ewoluowały w czasie.
Biorąc pod uwagę ogrom danych zebranych przez te teleskopy, MeerKAT polega zarówno na najnowocześniejszej technologii, jak i na wysoko wykwalifikowanym zespole operatorów. Jak wskazał Abbott, „mamy zespół najzdolniejszych inżynierów i naukowców w Południowej Afryce i na świecie, którzy pracują nad projektem, ponieważ problemy, które musimy rozwiązać, są niezwykle trudne i przyciągają najlepszych”.
Prof. Phil Diamond, dyrektor generalny organizacji SKA kierującej rozwojem tablicy kilometrów kilometrowych, był również pod wrażeniem wkładu zespołu MeerKAT. Jak stwierdził w komunikacie prasowym SKA:
„Gratulacje dla moich kolegów w Afryce Południowej za to wybitne osiągnięcie. Budowa takich teleskopów jest niezwykle trudna, a ta publikacja pokazuje, że MeerKAT przygotowuje się do biznesu. Jako jeden z teleskopów prekursorowych SKA dobrze wróży to SKA. MeerKAT zostanie ostatecznie zintegrowany z Fazą 1 teleskopu SKA-mid, przynosząc całkowitą liczbę naczyń do naszej dyspozycji do 197, tworząc najpotężniejszy radioteleskop na naszej planecie ”.
Kiedy SKA wejdzie w tryb online, będzie to jeden z najpotężniejszych naziemnych teleskopów na świecie i około 50 razy bardziej czuły niż jakikolwiek inny instrument radiowy. Wraz z innymi naziemnymi i kosmicznymi teleskopami nowej generacji, rzeczy, które ujawni on na temat naszego Wszechświata i jego ewolucji w czasie, będą naprawdę przełomowe.
Dalej Czytanie: SKA Africa, SKA, The Astrophysical Journal
