Szybko obracająca się gwiazda neutronowa z niewiarygodnie silnym polem magnetycznym „zakłóciła się”, gdy zniszczyła skałę kosmiczną, wynika z nowych badań.
Wydaje się, że gwiazda neutronowa SGR 1935+2154, znajdująca się 30 000 lat świetlnych stąd, w pobliżu centrum Drogi Mlecznej, „zakłóciła się” przez krótką zmianę prędkości logicznej po tym, jak asteroida została wciągnięta do wewnątrz przez własną grawitację i pękła. . Usterka polega na tym, że gwiazda zmienia swoją prędkość obrotową, jednocześnie emitując szybki impuls radiowy (FRB), który jest potężnym wybuchem fal radiowych.
W Nowe badanie W przypadku „wypaczonej” gwiazdy astronomowie mogą w końcu powiązać te tajemnicze wybuchy energii radiowej z tymi ekstremalnymi ciałami gwiezdnymi znanymi jako magnetary.
Powiązany: Nowe podejście może pomóc naukowcom zajrzeć do wnętrza gwiazdy neutronowej
Podobnie jak wszystkie gwiazdy neutronowe, magnetary rodzą się, gdy masywnej gwieździe zabraknie paliwa do syntezy jądrowej – procesu, który wytwarza zewnętrzną energię potrzebną do powstrzymania gwiazdy przed zapadnięciem się pod wpływem własnej grawitacji.
Kiedy zewnętrzne warstwy gwiazdy zostają zdmuchnięte przez potężną supernową lub gwiezdną eksplozję, wewnętrzne jądro zapada się, wyrzucając gwiezdne pozostałości o masie Słońca skompresowanej do szerokości odpowiadającej przeciętnemu miastu na Ziemi. (Jedna łyżeczka materii gwiazdy neutronowej sprowadzona na Ziemię ważyłaby miliard ton.)
Zapadnięcie się spycha również linie pola magnetycznego umierającej gwiazdy, tworząc najsilniejsze pola magnetyczne we wszechświecie. Dlatego ten typ gwiazdy neutronowej, który ma silne pole magnetyczne, jest znany jako magnetar.
Ilustracja magnetara. (Źródło zdjęcia: ICRAR)
Tymczasem FRB były tajemnicą od czasu wykrycia pierwszego rozbłysku Lorimer w 2007 roku. Te impulsy radiowe, o czasie trwania od ułamka milisekundy do rzadko powtarzanych trzech sekund, zostały po raz pierwszy skomunikowane z magnetarami w 2020 roku. Kiedy astronomowie wykryli dwa szybkie -wystrzeliwują FRB pochodzące z wnętrza Drogi Mlecznej.
Chociaż ustalono związek między magnetarami i FRB, naukowcy nadal nie są pewni, jaki jest mechanizm tego związku.
Wizja artystyczna sferycznego radioteleskopu o aperturze 500 metrów wykrywającego szybki rozbłysk radiowy z odległej galaktyki spiralnej. (Źródło zdjęcia: Jingchuan Yu)
Nowe badanie sugeruje, że magnetary mogą wytwarzać FRB, gdy ich ogromny wpływ grawitacyjny generuje siły pływowe w asteroidzie tak masywnej, że rozrywają skałę kosmiczną. (Ten sam efekt obserwuje się wokół czarnych dziur w przypadku zakłóceń pływowych; kiedy gwiazda zbytnio zbliża się do kosmicznego olbrzyma, jej grawitacyjny wpływ rozrywa gwiazdę).
Ponieważ gwiazdy neutronowe są zasadniczo pozostałościami martwych gwiazd, możliwe jest, że są otoczone pozostałościami ich własnych układów planetarnych. Gdyby te regiony przypominały nasz Układ Słoneczny, te szczątki obejmowałyby asteroidy.
Jeśli asteroida zostanie wciągnięta przez grawitację magnetara i zniszczona, pęd przenoszony przez skałę kosmiczną przez martwy układ planetarny również nie może zostać wymazany przez prawa fizyki. Tak więc brak równowagi w prędkości magnetara wynikałby z pędu przenoszonego przez asteroidę przenoszonego na magnetar.
Jeśli asteroida porusza się w tym samym kierunku, w którym obraca się gwiazda neutronowa, to działanie przyspiesza obrót gęstej pozostałości gwiezdnej – „usterka”. Jeśli asteroida porusza się w kierunku przeciwnym do obrotu magnetara, przeniesiony moment pędu spowalnia jej obrót, który jest klasyfikowany jako „antyrównoległy”.
Pozostałości zniszczonej asteroidy są następnie uwięzione przez intensywne pole magnetyczne magnetara, powodując splątanie, pęknięcie i ponowne połączenie linii pola. Ten proces, zwany rekoneksją magnetyczną, detonuje FRB.
Graficzne przedstawienie asteroidy 2023 DW stosunkowo blisko Ziemi. Odległe asteroidy można zobaczyć po tym, jak uderzają w nie duże obiekty, takie jak gwiazdy. (Źródło zdjęcia: NASA)
W końcu to, co pozostało z kosmicznej skały, spadnie na powierzchnię gwiazdy neutronowej. Grawitacja jednej z tych gwiezdnych pozostałości jest tak duża, że obiekt o masie pianki spadający na jej powierzchnię uwolniłby energię równą Zdetonuj 1000 bomb wodorowych Według NASA.
Oznacza to, że materiał asteroidy uderzający w powierzchnię gwiazdy neutronowej powinien wytworzyć potężne rozbłyski energii o różnych częstotliwościach światła, które astronomowie mogą dostrzec. Naukowcy dostrojeni do tego efektu mogą pomóc znaleźć więcej asteroid atakowanych przez magnetary, wzmacniając w ten sposób związek między tymi gwiazdami neutronowymi a niszczycielskimi zdarzeniami, które powodują, tworząc FRB.
Zespół został przebadany Opublikowano 25 maja W comiesięcznych recenzowanych powiadomieniach wydanych przez Królewskie Towarzystwo Astronomiczne.
