Künstlerische Darstellung eines Magnetars. (ESO/L. Calçada) Einer der seltensten und geheimnisvollsten Sterne der Galaxie wurde gerade entdeckt, der sich wirklich seltsam verhält. Swift J1818.0-1607 ist ein Magnetar, und Astronomen haben gerade beobachtet, wie er Stakkato-Radioimpulse aussendet.
Damit ist es erst der fünfte jemals entdeckte Magnetar, der gepulste Radiowellen aussendet … aber er tut dies auch auf eine Weise, die sich von allen anderen vier unterscheidet. Swift J1818.0-1607 verhielt sich eher wie ein Radio Drücken Sie als ein Radiomagnetar.
Ein Papier, das die Veranstaltung beschreibt, wurde hochgeladen Preprint-Server arXiv und muss noch einem Peer-Review unterzogen werden. Die Beobachtungen könnten Astronomen helfen, die Zusammenhänge zwischen diesen beiden Klassifikationen toter Sterne zu erkennen.
„Ich denke, man kann es getrost als potenzielles fehlendes Glied bezeichnen“, sagte der Astrophysiker Marcus Lower von der Swinburne University of Technology gegenüber Energyeffic.
„Zum jetzigen Zeitpunkt wissen wir noch nicht viel über diesen neuen Magnetar, aber es gibt deutliche Ähnlichkeiten zwischen ihm und dem Hochmagnetfeld.“ Pulsare .'
Magnetare sind wirklich eigenartige kleine Sonderlinge. Sie sind eine Unterkategorie der Neutronensterne, bei denen es sich um die unglaublich dichten Kernreste handelt, die zurückbleiben, wenn ein massereicher Stern zur Supernova wird.
Was Magnetare auszeichnet, sind ihre wahnsinnig starken Magnetfelder. Wir reden hier nicht von kleinen Kartoffeln. Diese Magnetfelder liegen um a Billiarden Mal stärker als die Erde Und tausendmal stärker als ein Normaler Neutronenstern 'S. Und wir tun es immer noch nicht komplett verstanden wie sie dazu gekommen sind.
Sie sind auch wirklich selten. Bisher haben wir in unserer Galaxie nur etwa 24 dieser extremen Sterne entdeckt, und von ihnen wurde nur bei einer Handvoll beobachtet, wie sie Radiowellen aussendeten.
Pulsare hingegen sind weitaus häufiger anzutreffen, wie Astronomen festgestellt haben Tausende . Dabei handelt es sich um schnell rotierende Neutronensterne, die von ihren Polen Strahlen ausstrahlen; Wenn diese Jets so ausgerichtet sind, dass sie an der Erde vorbeifliegen, pulsieren sie wie ein schneller kosmischer Leuchtturm in Zeitskalen von nur Millisekunden.
Da es sich sowohl bei Pulsaren als auch bei Magnetaren um eine Art Neutronenstern handelt, wird erwartet, dass es zwischen ihnen zu einer gewissen Überkreuzung kommen würde, aber davon gab es überraschend wenig. Ursprünglich wurde angenommen, dass dies darauf zurückzuführen sei, dass das Magnetfeld zu stark sei, um eine pulsarähnliche Radioemission zu ermöglichen.
In jüngerer Zeit hat sich die Denkweise jedoch geändert. Astronomen glauben, dass die meisten Magnetare einfach in die falsche Richtung zeigen.
„Der wahrscheinlichste Grund ist, dass ihre Funkstrahlen unsere Sichtlinie einfach nicht kreuzen“, erklärte Lower. „Das ist nicht allzu überraschend, da ihre langsamen Rotationsperioden und die hohe Geschwindigkeit, mit der sie im Laufe der Zeit langsamer werden, dazu führen, dass sie im Vergleich zu anderen Pulsaren sehr schmale Radiostrahlen haben.“
Das bringt uns zurück zu Swift J1818.0-1607. Am 12. März 2020 wurde ein Gammastrahlenausbruch entdeckt Burst-Alarm-Teleskop an das Swift-Observatorium angeschlossen. Es folgten schnell weitere Beobachtungen, bei denen eine gepulste Röntgenemission festgestellt wurde.
Zwei Tage später wurde eine Radioemission entdeckt und eine erste Analyse ergab, dass Swift J1818.0-1607 der am schnellsten rotierende Pulsar ist, der bisher gefunden wurde – und das ist er auch wahrscheinlich auch der Jüngste , gerade einmal 240 Jahre oder so.
Mit dem Radioteleskop des Parkes-Observatoriums in Australien führten Lower und sein Team auch Beobachtungen durch. Sie zeichneten den Stern drei Stunden lang auf und stellten fest, dass er gepulste Radiowellen aussendete, die sich offenbar nicht sehr von den anderen Radiopulsaren unterschieden. Doch dann schauten sie sich die Daten genauer an.
„Auf den ersten Blick sehen die von Swift J1818.0-1607 ausgesendeten Radioimpulse denen der vier anderen Radiomagnetare ziemlich ähnlich.“ „Sie sind sehr schmal und bestehen manchmal aus mehreren Millisekunden langen Ausbrüchen“, sagte Lower.
„Als wir jedoch untersuchten, wie hell die Impulse bei verschiedenen Radiofrequenzen sind, stellten wir fest, dass die Helligkeit beim Übergang von niedrigen zu hohen Frequenzen dramatisch abnimmt. Dies ähnelt zwar vielen gewöhnlichen Radiopulsaren, unterscheidet sich jedoch stark von den Impulsen, die man bei anderen Magnetaren beobachtet. Sie neigen dazu, über das gesamte Funkspektrum eine nahezu konstante Helligkeit zu haben.“
Tatsächlich hatte der Radioausbruch eine verblüffende Ähnlichkeit mit einem bestimmten Pulsar. Im Jahr 2016 entstand ein Pulsar mit hohem Magnetfeld namens PSR J1119-6127 erlebte einen eigenen Funkausbruch , und das Spektrum dieses Ausbruchs sah dem Spektrum von Swift J1818.0-1607 sehr ähnlich.
Darüber hinaus, so Lower, zeigten die beiden Sterne eine ähnliche Radioaufhellung – ein verlockender Hinweis darauf, dass der Mechanismus hinter den Radioausbrüchen ähnlich sein könnte.
Es könnte auch darauf hindeuten, dass sich zumindest einige Magnetare aus Pulsaren entwickeln könnten. Wie dieser Prozess ablaufen würde, ist unklar, es gibt jedoch eine Reihe von Szenarien. Eine schnelle Verlangsamung der Rotationsgeschwindigkeit könnte dazu führen, dass ein Neutronenstern die Rotationseigenschaften eines Magnetars annimmt. Alternativ könnte ein kollabierender Neutronenstern von Anfang an ein magnetarähnliches Magnetfeld haben, aber er ist unter Rückfallmaterial der Supernova begraben und es dauert einige Zeit, bis er wieder auftaucht.
Zur Bestätigung wären weitere Beobachtungen erforderlich. Magnetare sind von vornherein unglaublich schwer zu entdecken, daher ist die Erweiterung des Katalogs eine Herausforderung, aber jetzt, wo wir wissen, dass sich Swift J1818.0-1607 auf diese Weise verhält, könnte der Stern eine Brücke über diese Wissenslücke werden, wenn wir ihn untersuchen könnten länger und mit sensiblerer Instrumentierung.
„Dass die Radioemission dieses Magnetars nicht genau unseren Erwartungen aus Beobachtungen anderer Radiomagnetare entspricht, ist ziemlich aufregend und zeigt, wie viel mehr wir noch über diese extremen Objekte lernen müssen“, sagte Lower gegenüber Energyeffic.
„Seine Ähnlichkeit mit alltäglicheren Pulsaren wirft eine ganze Reihe von Fragen zu seinen möglichen Ursprüngen, zur Entwicklung von Magnetaren im Laufe der Zeit und zur Gültigkeit unserer früheren Annahmen über die Radioemission von Magnetaren auf.“
Die Forschung ist verfügbar unter arXiv .