Pierwszy bezpośredni pomiar odległości do magnetara

Astronomowie korzystający z VLBA dokonali pierwszego bezpośredniego geometrycznego pomiaru odległości do magnetara znajdującego się w naszej galaktyce – pomiaru, który może w przyszłości pomóc w ustaleniu, czy magnetary są źródłem tajemniczych szybkich rozbłysków radiowych (Fast Radio Bursts – FRB).

Magnetary to rozmaite gwiazdy neutronowe – bardzo gęste pozostałości masywnych gwiazd, które eksplodowały jako supernowe – z niezwykle silnymi polami magnetycznymi. Typowe magnetarowe pole magnetyczne jest bilion razy silniejsze niż pole magnetyczne Ziemi, co sprawia, że magnetary są najbardziej magnetycznymi obiektami we Wszechświecie. Mogą emitować silne wybuchy promieniowania rentgenowskiego i gamma, a ostatnio stały się wiodącym kandydatem na źródło FRB.

Odkryty w 2003 roku magnetar o nazwie XTE J1810-197 był pierwszym z zaledwie sześciu znanych takich obiektów emitujących impulsy radiowe. Obserwowana emisja radiowa trwała od 2003 do 2008 roku, po czym ustała na dziesięć lat. W grudniu 2018 roku wznowił wysyłanie jasnych impulsów radiowych.

Zespół astronomów wykorzystał VLBA do regularnych obserwacji XTE J1810-197 od stycznia do listopada 2019 roku, a następnie ponownie w marcu i kwietniu 2020 r. Oglądając magnetara z przeciwnych stron orbity Ziemi wokół Słońca, byli w stanie wykryć niewielkie przesunięcie jego widocznej pozycji w stosunku do znacznie bardziej odległych obiektów tła. Efekt ten, zwany paralaksą, umożliwia astronomom wykorzystanie geometrii do bezpośredniego obliczenia odległości obiektu.

„Jest to pierwszy pomiar paralaksy dla magnetara i pokazuje, że jest to jeden z najbliższych znanych magnetarów – około 8100 lat świetlnych od nas – co czyni go głównym celem przyszłych badań” – powiedział Hao Ding, doktorant z Uniwersytetu Swinburne of Technology w Australii.

28 kwietnia zarejestrowano krótki błysk radiowy wyemitowany przez inny magnetar, zwany SGR 1935+2154. Błysk ten był najsilniejszym, jaki kiedykolwiek zarejestrowano w Drodze Mlecznej. Choć nie tak silny jak FRB pochodzące z innych galaktyk, ten wybuch sugerował astronomom, że magnetary mogą generować FRB.

Szybkie rozbłyski radiowe po raz pierwszy odkryto w 2007 roku. Są bardzo energetyczne i trwają najwyżej kilka milisekund. Większość przybyła spoza Drogi Mlecznej. Ich pochodzenie pozostaje nieznane, ale ich właściwości wskazują, że może je wygenerować ekstremalne środowisko magnetara.

„Posiadanie dokładnej odległości do tego magnetara oznacza, że możemy dokładnie obliczyć siłę impulsów radiowych pochodzących z niego. Jeżeli emituje coś podobnego do FRB, będziemy wiedzieć, jak silny jest ten puls. FRB różnią się pod względem siły, więc chcielibyśmy wiedzieć, czy impuls magnetara zbliża się, czy pokrywa z siłą znanych FRB” – mówi Adam Deller, również z Uniwersytetu Swinburne.

„Kluczem do odpowiedzi na to pytanie będzie znalezienie więcej odległych magnetarów, abyśmy mogli rozszerzyć naszą próbkę i uzyskać więcej danych. VLBA jest idealnym narzędziem do tego celu” – powiedział Walter Brisken z NRAO.

Ponadto astronomowie wiedzą, że pulsary, takie jak ten w Mgławicy Krab, emitują „olbrzymie impulsy”, znacznie silniejsze niż zwykłe. Określenie odległości do magnetarów pomoże im zrozumieć to zjawisko i dowiedzieć się, czy może FRB są najbardziej ekstremalnym przykładem olbrzymich impulsów.

Ostatecznym ultimatum jest określenie dokładnego mechanizmu, który wytwarza FRB – dodają naukowcy.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
NRAO

Vega

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *