Astronomowie odkryli szybko wirujący pulsar o silnym polu magnetycznym - zwanym magnetarem - który demonstruje całkiem nowe sztuczki. Odkrywcy uważają, że pole magnetyczne wokół gwiazdy skręca się, powodując przepływ ogromnych prądów elektrycznych - prądy te wytwarzają impulsy radiowe.
Astronomowie używający radioteleskopów z całego świata odkryli obracającą się gwiazdę neutronową o supermocnym polu magnetycznym - zwanym magnetarem - robiąc rzeczy, których wcześniej nie zaobserwowano. Dziwne zachowanie zmusiło ich do zerwania z poprzednimi teoriami na temat pulsarów radiowych i obiecuje dać nowy wgląd w fizykę tych ekstremalnych obiektów.
Magnetar, około 10 000 lat świetlnych od Ziemi w kierunku konstelacji Strzelca, emituje potężne, regularnie synchronizowane impulsy fal radiowych, podobnie jak pulsary radiowe, które są gwiazdami neutronowymi o znacznie mniej intensywnych polach magnetycznych. Zwykle magnetary są widoczne tylko w promieniach rentgenowskich, a czasami bardzo słabo w świetle optycznym i podczerwonym.
„Nikt wcześniej nie znalazł impulsów radiowych pochodzących z magnetara. Myśleliśmy, że magnetary tego nie robią ”- powiedział Fernando Camilo z Columbia University. „Ten obiekt nauczy nas nowych rzeczy na temat fizyki magnetycznej, których nigdy byśmy się nie nauczyli” - dodał Camilo.
Gwiazdy neutronowe to pozostałości masywnych gwiazd, które eksplodowały jako supernowe. Zawierając więcej masy niż Słońce, są one ściśnięte do średnicy zaledwie około 15 mil, co czyni je tak gęstymi jak jądra atomowe. Zwykłe pulsary to gwiazdy neutronowe, które emitują „wiązki latarni morskich” fal radiowych wzdłuż biegunów ich pól magnetycznych. Gdy gwiazda się obraca, wiązka fal radiowych jest rzucana dookoła, a gdy przechodzi ona w kierunku Ziemi, astronomowie mogą ją wykryć za pomocą radioteleskopów.
Naukowcy odkryli około 1700 pulsarów od ich pierwszego odkrycia w 1967 r. Podczas gdy pulsary mają silne pola magnetyczne, około tuzina gwiazd neutronowych nazwano magnetarami, ponieważ ich pola magnetyczne są 100-1 000 razy silniejsze niż pola typowych pulsarów. To rozpad tych niesamowicie silnych pól napędza ich dziwną emisję promieniowania rentgenowskiego.
„Pole magnetyczne z magnetara sprawiłoby, że lotniskowiec obróciłby się i skierowałby na północ szybciej niż igła kompasu porusza się na Ziemi” - powiedział David Helfand z Columbia University. Helfand zauważył, że pole magnetara jest 1000 bilionów razy silniejsze niż Ziemia.
Nowy obiekt - o nazwie XTE J1810–197 - został po raz pierwszy odkryty przez NASA Rossi X-ray Timing Explorer, kiedy wyemitował silny impuls promieni rentgenowskich w 2003 r. Podczas gdy promienie rentgenowskie zanikały w 2004 r., Jules Halpern z Columbia University i współpracownicy zidentyfikowali magnetar jako nadajnik fal radiowych za pomocą radioteleskopu VLA (National Large Foundation Array) w Nowym Meksyku. Każda emisja radiowa jest bardzo nietypowa dla magnetara.
Ponieważ nie zaobserwowano, aby magnetary regularnie emitowały fale radiowe, naukowcy przypuszczali, że emisja radiowa była spowodowana chmurą cząstek wyrzuconą z gwiazdy neutronowej w czasie jej wybuchu promieniowania rentgenowskiego, pomysł, który wkrótce zrozumieliby, że był zły.
Wiedząc, że magnetar emituje jakąś formę fal radiowych, Camilo i jego koledzy zaobserwowali go za pomocą radioteleskopu Parkesa w Australii w marcu i natychmiast wykryli zadziwiająco silne pulsacje radiowe co 5,5 sekundy, odpowiadające wcześniej ustalonemu obrotowi gwiazdy neutronowej .
Obserwując XTE J1810–197, naukowcy mieli więcej niespodzianek. Podczas gdy większość pulsarów słabnie przy wyższych częstotliwościach radiowych, XTE J1810-197 nie, pozostając silnym emiterem przy częstotliwościach do 140 GHz, najwyższej częstotliwości jaką kiedykolwiek wykryto z pulsara radiowego. Ponadto, w przeciwieństwie do normalnych pulsarów, emisja radiowa obiektu zmienia się z dnia na dzień, a także zmienia się kształt pulsacji. Te zmiany prawdopodobnie wskazują, że pola magnetyczne wokół pulsara również się zmieniają.
Co powoduje takie zachowanie? W tej chwili naukowcy uważają, że intensywne pole magnetyczne skręca się, powodując zmiany w miejscach, w których ogromne prądy elektryczne przepływają wzdłuż linii pola magnetycznego. Prądy te prawdopodobnie generują pulsacje radiowe.
„Aby rozwiązać tę tajemnicę, będziemy nadal monitorować ten szalony obiekt za pomocą jak największej liczby teleskopów i tak często, jak to możliwe. Mamy nadzieję, że zobaczenie wszystkich tych zmian z czasem pozwoli nam lepiej zrozumieć, co naprawdę dzieje się w tym ekstremalnym środowisku ”- powiedział członek zespołu Scott Ransom z National Radio Astronomy Observatory.
Ponieważ spodziewają się, że XTE J1810-197 zaniknie na wszystkich długościach fal, w tym w radiu, naukowcy zaobserwowali to również za pomocą teleskopu NSF Robert C. Byrd Green Bank Telescope i Very Long Baseline Array (VLBA), Parkes i Australia Telescope Compact Array w Australii, teleskop IRAM w Hiszpanii i obserwatorium Nancay we Francji. John Reynolds i John Sakissian z Parkes Observatory, Neil Zimmerman z Columbia University oraz Juan Penalver i Aris Karastergiou z IRAM są również członkami zespołu badawczego. Naukowcy opisali swoje pierwsze odkrycia w czasopiśmie naukowym Nature z 24 sierpnia.
National Radio Astronomy Observatory to placówka National Science Foundation, obsługiwana na podstawie umowy o współpracy przez Associated Universities, Inc.
Oryginalne źródło: NRAO News Release
