Magnetar pełen tajemnic

Jesteśmy przyzwyczajeni do obserwowania magnetarów, które emitują duże ilości energii w postaci promieniowania rentgenowskiego. Jednak jeden z magnetarów wykazał ostatnio niezwykłe zachowanie podczas takiego wybuchu. Co jest przyczyną tego dziwnego zachowania?

Jeżeli chodzi o ekstremalne obiekty we Wszechświecie, nie ma nic bardziej ekstremalnego niż magnetar. Weźmy jądro masywnej gwiazdy, zmiażdżmy je do rozmiarów małego miasta, rozkręćmy je tak szybko jak mikser i dodajmy do niego pole magnetyczne bilion razy większe od ziemskiego, a otrzymamy magnetara. Pola magnetyczne magnetarów są bardzo złożone, a zakłócenia w nich mogą emitować ogromne ilości energii w postaci promieniowania rentgenowskiego w ciągu miesięcy lub lat. Zespół kierowany przez George’a Younesa z Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda/Uniwersyteckiego Stowarzyszenia Badań Kosmicznych (Universities Space Research Association) zaobserwował obecnie szczególnie niepoprawnie zachowującego się magnetara: takiego, który podczas wybuchu zmienił swoje zachowanie w sposób, jakiego nie miał żaden inny magnetar.

Magnetar SGR 1830-0645 został odkryty pod koniec 2020 roku przez teleskop Swift/Burst Array, bardzo czuły instrument, który może zlokalizować wybuch w ciągu kilku sekund od jego odkrycia, po tym jak wyzwolił krótki rozbłysk promieniowania rentgenowskiego. Wygląda jak zwykły magnetar o okresie rotacji ~10 sekund i natężeniu pola magnetycznego ~1014 G (dla porównania pole magnetyczne Ziemi wynosi ~0,5 G, a pole magnetyczne naszego Słońca ~1 G). Podczas obserwacji tego energetycznego wydarzenia astronomowie zauważyli coś dziwnego: profil impulsów termicznych magnetara, który pokazuje energię cieplną emitowaną podczas każdego obrotu gwiazdy, stopniowo zmieniał się z trzech szczytów na jeden. Zmiany w strukturze profilu były już wcześniej obserwowane u magnetarów, ale profile zazwyczaj stawały się bardziej złożone zamiast się upraszczać… więc co się dzieje?

Zespół obserwował źródło podczas pierwszych 37 dni wybuchu za pomocą instrumentu Neutron star Interior Composition Explorer (NICER). Stwierdzili, że temperatura gwiazdy nie zmieniła się, ale gorące plamy na powierzchni (skąd przypuszczalnie pochodzi emisja) zmniejszają się podczas wybuchu. Wskazuje to na jedną z dwóch rzeczy: albo ruch skorupy, albo skręcanie magnetosfery.

W przypadku ruchów skorupy, pod skorupą magnetara powstają natężenia magnetyczne, które przesuwają ją podobnie, jak ruchy płyt tektonicznych powodują trzęsienia Ziemi. Może to spowodować zmiany w rejonach aktywnych, w których generowana jest emisja (a dodatkowo obserwacje tego efektu mogą nam powiedzieć o gęstości wnętrza magnetara, co wciąż pozostaje pewną zagadką). W drugim przypadku linie pola magnetycznego w magnetosferze ulegają skręceniu, a gdy się rozkręcają, uwalniana jest energia. Jest również prawdopodobne, że oba te mechanizmy mogą być poprawne i zachodzić jednocześnie.

Czy dziwne zachowanie SGR 1830-0645 podczas jego wybuchu było jednorazowym przypadkiem, gdy dwa mechanizmy zbiegły się ze sobą, czy też jest to powszechne zachowanie, które dopiero teraz można wykryć dzięki obserwacjom o wysokiej gęstości instrumentu NICER? Więcej obserwacji magnetarów to pokaże!

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
AAS

Vega

Na ilustracji: Wizja artystyczna wybuchu magnetara. Źródło: NASA’s Goddard Space Flight Center/S. Wiessinger.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.