Wolno wirująca gwiazda neutronowa: nowa klasa obiektów?

za pomocą Manisha KalebA Uniwersytet w Sydney. Pierwotnie opublikowany 30 maja 2022 r. w Rozmowa.

Niespodzianka! wolno wirująca gwiazda neutronowa

Odkrycie gwiazda neutronowa Emisja niezwykłych sygnałów radiowych zmienia nasze rozumienie tych wyjątkowych systemów gwiezdnych.

ja i moi koledzy ( Mir Trab zespół) odkrycie podczas obserwacji Willa X-1 Rejon Drogi Mlecznej to około 1300 lata świetlne z ziemi za pomocą pilnika Surykatka Teleskop radiowy w RPA. Zauważyliśmy dziwny błysk lub „puls”, który trwał około 300 milisekundy.

Błysk miał pewne cechy radiowej gwiazdy neutronowej. Ale to nie przypominało niczego, co widzieliśmy wcześniej.

Zaintrygowani, przeszukaliśmy starożytne dane z tego regionu w nadziei na znalezienie podobnych impulsów. Co ciekawe, zidentyfikowaliśmy więcej tych impulsów, które przeoczył system wykrywania impulsów w czasie rzeczywistym (ponieważ zwykle szukamy tylko impulsów trwających około 20-30 milisekund).

Szybka analiza czasów przybycia impulsów wykazała, że ​​powtarzają się one co 76 sekund — podczas gdy większość impulsów gwiazd neutronowych krąży w ciągu kilku sekund, a nawet ułamków sekundy.

Nasza obserwacja wykazała, że ​​PSR J0941-4046 ma pewne cechy a pulsar lub nawet magnetyczny. Pulsary to niezwykle gęste pozostałości po zapadniętych olbrzymach, które zwykle emitują fale radiowe ze swoich biegunów. Gdy się obraca, impulsy radiowe mogą być mierzone z Ziemi, tak jakbyś widział okresowo migającą latarnię morską w oddali.

Jednak najdłuższy znany okres rotacji pulsara przed tym okresem wynosił 23,5 sekundy, co oznacza, że ​​mogliśmy znaleźć zupełnie nową klasę obiektów emitujących fale radiowe. Nasze wyniki są opublikowany 30 maja 2022 w astronomia naturalna.

Anomalia między gwiazdami neutronowymi?

Wykorzystanie wszystkich danych dostępnych nam w MeerTRAP i ThunderKAT W projektach MeerKAT byliśmy w stanie określić położenie obiektu z doskonałą dokładnością. Następnie przeprowadziliśmy bardziej czułe obserwacje uzupełniające, aby zbadać źródło impulsów.

Nowo odkryty obiekt, nazwany PSR J0941-4046, jest dziwną galaktyczną gwiazdą neutronową emitującą fale radiowe, która w porównaniu z innymi pulsarami obraca się bardzo wolno. Częstość tętna jest niewiarygodnie spójna, a nasze dalsze obserwacje pozwoliły nam przewidzieć, kiedy każdy impuls dotrze w ciągu 100 milionowych części sekundy.

Oprócz nieoczekiwanego pulsu, PSR J0941-4046 jest również wyjątkowy, ponieważ znajduje się na „cmentarzu” gwiazdy neutronowej. Jest to obszar przestrzeni, w którym w ogóle nie spodziewalibyśmy się wykrycia jakichkolwiek emisji radiowych, ponieważ uważa się, że gwiazdy neutronowe znajdują się tutaj na końcu swojego cyklu życia, a zatem są nieaktywne (lub mniej aktywne). PSR J0941-4046 kwestionuje nasze zrozumienie, w jaki sposób powstają i ewoluują gwiazdy neutronowe.

Jest również niezwykły, ponieważ wydaje się, że wytwarza co najmniej siedem różnych form pulsacji, podczas gdy większość gwiazd neutronowych nie wykazuje takiej różnorodności. Ta różnorodność kształtu impulsów, jak również ich intensywności, jest prawdopodobnie związana z nieznanym mechanizmem fizycznej emisji organizmu.

Pewien rodzaj pulsu pokazuje siłę półokresowe struktury, wskazującej na rodzaj drgań napędzających emisję radiową. Impulsy te mogą dostarczyć nam cennych informacji o wewnętrznym działaniu PSR J0941-4046.

Te półokresowe pulsacje przypominają nieco tajemnicę szybkie wybuchy radiowe, czyli krótkie, anonimowe partie radiowe. Jednak nie jest jeszcze jasne, czy PSR J0941-4046 emituje energię obserwowaną w szybkich impulsach radiowych. Jeśli stwierdzimy, że tak jest, możliwe, że PSR J0941-4046 jest „niezwykle długim magnetarem”.

magnetyczny Są to gwiazdy neutronowe o bardzo silnych polach magnetycznych. Wiadomo, że tylko nieliczne są emitowane w części radiowej Domena. Chociaż w rzeczywistości nie zidentyfikowaliśmy magnetara ekstremalnie dalekiego zasięgu, zakłada się, że jest on możliwym źródłem szybkich impulsów radiowych.

szczęście, że to odkryłem

Nie jest jasne, jak długo PSR J0941-4046 był aktywny i emitował w widmie radiowym, ponieważ badania radiowe zwykle nie poszukują długich okresów.

Nie wiemy, ile z tych źródeł może istnieć w galaktyce. Ponadto możemy wykryć emisje radiowe z PSR J0941-4046 tylko przez 0,5% jego okresu rotacji, więc jest dla nas widoczny tylko przez ułamek sekundy. Na szczęście udało nam się go dostrzec w pierwszej kolejności.

Odkrycie podobnych źródeł to wyzwanie. To wyzwanie oznacza, że ​​na odkrycie może czekać jeszcze większa nieodkryta populacja. Nasze odkrycie zwiększa również możliwość powstania nowej klasy częstotliwości radiowych: gwiazdy neutronowej o bardzo długim okresie czasu. Przyszłe poszukiwania podobnych obiektów będą miały kluczowe znaczenie dla naszego zrozumienia populacji gwiazd neutronowych.

Manisha Kalebwykładowca, Uniwersytet w Sydney.

Ten artykuł został ponownie opublikowany z Rozmowa Na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Konkluzja: Wolno wirująca gwiazda neutronowa PSR J0941-4046 kwestionuje nasze zrozumienie tego, jak gwiazdy neutronowe się rodzą i ewoluują.

Źródło: Odkrycie gwiazdy neutronowej emitującej fale radiowe o bardzo długim okresie rotacji wynoszącym 76 sekund

przez Saraw