Astronomowie wreszcie wiedzą, co powoduje szybkie rozbłyski radiowe

Naukowcy ogłosili wczoraj że rozwiązali pytanie, które dręczyło ich od ponad dekady: Co dokładnie powoduje dziwne zjawiska znane jako szybkie wybuchy radia? Jak sama nazwa wskazuje, FRB obejmują nagły wybuch promieniowania o częstotliwości radiowej, który trwa zaledwie kilka mikrosekund. Astronomowie nawet nie wiedzieli o ich istnieniu do 2007 roku, ale od tego czasu skatalogowali ich setki; niektóre pochodzą ze źródeł, które je emitują wielokrotnie, podczas gdy inne wydają się raz wybuchać i milkną.

Oczywiście możesz wytworzyć tego rodzaju nagły przypływ energii, niszcząc coś. Jednak istnienie powtarzających się źródeł sugeruje, że przynajmniej część z nich jest wytwarzana przez przedmiot, który przetrwał to zdarzenie. Doprowadziło to do skupienia się na zwartych obiektach, takich jak gwiazdy neutronowe i czarne dziury, przy czym klasa gwiazd neutronowych zwanych magnetarami jest postrzegana bardzo podejrzanie.

Te podejrzenia zostały potwierdzone, ponieważ naukowcy obserwowali magnetar w naszej własnej galaktyce wysyłający FRB w tym samym czasie, gdy emitował on impulsy wysokoenergetycznych promieni gamma. To nie odpowiada na wszystkie nasze pytania, ponieważ nadal nie jesteśmy pewni, jak wytwarzane są FRB lub dlaczego tylko niektóre rozbłyski promieniowania gamma z tego magnetara są związane z FRB. Ale potwierdzenie to da nam szansę dokładniejszego przyjrzenia się ekstremalnej fizyce magnetarów, gdy spróbujemy zrozumieć, co się dzieje.

„Magnetar” nie jest najnowszym filmem o superbohaterach

Magnetary to ekstremalna forma gwiazd neutronowych, ciał niebieskich, które już teraz są ekstremalne. Są zapadniętym rdzeniem masywnej gwiazdy, tak gęstym, że atomy są wyciskane z istnienia, pozostawiając wirującą masę neutronów i protonów. Ta masa jest w przybliżeniu równa masie Słońca, ale ściśnięta w kulę o promieniu około 10 kilometrów. Gwiazdy neutronowe są najbardziej znane z zasilania pulsarów, szybko powtarzających się wybuchów promieniowania, napędzanych faktem, że te masywne obiekty mogą zakończyć obrót w ciągu kilku milisekund.

Magnetary to inny rodzaj ekstremum. Zwykle nie obracają się tak szybko, ale mają intensywne pola magnetyczne. Nie wiemy jednak, czy te pola są dziedziczone po bardzo magnetycznej gwieździe macierzystej, czy też są generowane przez materię nadprzewodzącą, która błąka się wewnątrz gwiazdy neutronowej. Niezależnie od źródła, te pola magnetyczne są około bilion razy silniejsze niż pole magnetyczne Ziemi. Jest wystarczająco silny, aby zniekształcić orbitale elektronów w atomach, skutecznie eliminując chemię każdej normalnej materii, która w jakiś sposób zbliża się do magnetara. Podczas gdy okres silnych pól magnetycznych trwa zaledwie kilka tysięcy lat, zanim pola znikną, jest wystarczająco dużo gwiazd neutronowych, aby utrzymać regularne dostawy magnetarów.

Ich pola magnetyczne mogą napędzać wysoce energetyczne zdarzenia, albo poprzez przyspieszanie cząstek, albo przez zakłócenia magnetyczne wywołane przemieszczaniem się materii wewnątrz gwiazdy neutronowej. W rezultacie magnetary zostały zidentyfikowane na podstawie półregularnej produkcji wysokoenergetycznych promieni rentgenowskich i niskoenergetycznych promieni gamma, co nadało im nazwę „miękkich wtórników promieniowania gamma” lub SGR. Kilka z nich zostało zidentyfikowanych w Drodze Mlecznej, w tym SGR 1935 + 2154.

Pod koniec kwietnia tego roku SGR 1935 + 2154 wszedł w fazę aktywną, wysyłając szereg impulsów fotonów o wysokiej energii, które zostały wychwycone przez obserwatorium Swift na orbicie wokół Ziemi. To było zupełnie normalne. To, co nie było normalne, to fakt, że kilka obserwatoriów radiowych wykryło FRB dokładnie w tym samym czasie.

STARE i GONG

Kanadyjski eksperyment mapowania intensywności wodoru lub dzwonek to duży zestaw anten radiowych, który został pierwotnie zaprojektowany z innych powodów, ale okazał się świetny do wykrywania FRB, ponieważ może stale obserwować duży pas nieba. SGR 1935 + 2154 znajdował się na skraju swojego pola widzenia, co oznacza, że ​​istniały pewne niejasności co do tożsamości źródła, ale wyniki były wyraźnie zgodne z powiązaniem między FRB a wyjściem promieniowania gamma.