Когда звезды достигают конца своей главной последовательности, они подвергаются гравитационному коллапсу, выбрасывая свои внешние слои в результате взрыва сверхновой. После этого остается плотное вращающееся ядро, состоящее в основном из нейтронов (он же нейтронная звезда), из которых, как известно, в Галактике Млечный Путь существует только 3000. Еще более редким подмножеством нейтронных звезд являются магнитары, только две дюжины из которых известны в нашей галактике.
Эти звезды особенно таинственны, обладая чрезвычайно мощными магнитными полями, которые достаточно мощны, чтобы разорвать их на части. И благодаря новому исследованию группой международных астрономов, кажется, что загадка этих звезд только углубилась. Используя данные из ряда радио и рентгеновских обсерваторий, команда в прошлом году наблюдала магнитар, который был бездействующим около трех лет, и теперь ведет себя несколько иначе.
Исследование под названием «Возрождение магнетара PSR J1622–4950: наблюдения с помощью MeerKAT, Parkes, XMM-Newton, стриж, Chandra, а также NuSTAR«Недавно появилось в Астрофизический Журнал, Группу возглавлял д-р Фернандо Камило - главный научный сотрудник Южноафриканской радиоастрономической обсерватории (САРАО) - в нее входило более 200 членов из нескольких университетов и исследовательских институтов со всего мира.
Магнетары названы так потому, что их магнитные поля в 1000 раз сильнее, чем у обычных пульсирующих нейтронных звезд (или пульсаров). Энергия, связанная с этими этими полями, настолько велика, что почти разрывает звезду на части, что делает их нестабильными и демонстрирует большую изменчивость с точки зрения их физических свойств и электромагнитных излучений.
В то время как известно, что все магнитары испускают рентгеновские лучи, только четыре из них излучают радиоволны. Одним из них является PSR J1622-4950 - магнитар, расположенный на расстоянии около 30 000 световых лет от Земли. По состоянию на начало 2015 года этот магнитар находился в состоянии покоя. Но, как указала команда в своем исследовании, астрономы, использующие радиотелескоп CSIRO Parkes в Австралии, отметили, что он снова станет активным 26 апреля 2017 года.
В то время магнитар излучал яркие радиоимпульсы каждые четыре секунды. Несколько дней спустя Паркес был закрыт в рамках месячного планового технического обслуживания. Примерно в то же время радиотелескоп MeerKAT в Южной Африке начал наблюдать за звездой, несмотря на то, что она все еще находилась в процессе строительства, и было доступно только 16 из 64 радиопередач. Доктор Фернандо Камило описывает это открытие в недавнем пресс-релизе СКА в Южной Африке:
«Наблюдения MeerKAT оказались критически важными для понимания нескольких рентгеновских фотонов, которые мы захватили с помощью орбитальных телескопов НАСА - впервые рентгеновские импульсы регистрировались от этой звезды каждые 4 секунды. Вместе взятые, наблюдения, о которых сегодня сообщают, помогают нам получить лучшую картину поведения материи в невероятно экстремальных физических условиях, совершенно не похожих на те, которые можно испытать на Земле ».
После того, как первоначальные наблюдения были проведены обсерваториями Паркс и МеерКАТ, последующие наблюдения были проведены с использованием рентгеновской космической обсерватории XMM-Newton, Миссии Swift Gamma-Ray Burst, рентгеновской обсерватории Chandra и блока ядерных спектроскопических телескопов. (NuSTAR). С этими объединенными наблюдениями команда отметила некоторые очень интересные вещи об этом магнетаре.
С одной стороны, они определили, что плотность радиопотока PSR J1622-4950, хотя и была переменной, была примерно в 100 раз больше, чем в течение периода бездействия. Кроме того, поток рентгеновских лучей был, по меньшей мере, в 800 раз больше через месяц после реактивации, но начал экспоненциально уменьшаться в течение периода от 92 до 130 дней. Однако радионаблюдения отметили нечто неожиданное в поведении магнетара.
Хотя общая геометрия, которая была выведена из радиоизлучений PSR J1622-4950, соответствовала тому, что было определено несколькими годами ранее, их наблюдения показали, что радиоизлучения теперь поступают из другого места в магнитосфере. Это прежде всего указывает на то, как радиоизлучения от магнитаров могут отличаться от обычных пульсаров.
Это открытие также подтвердило, что обсерватория MeerKAT является исследовательским инструментом мирового уровня. Эта обсерватория является частью проекта «Квадратный километраж» (SKA), проекта по созданию нескольких радиотелескопов, который строит крупнейший в мире радиотелескоп в Австралии, Новой Зеландии и Южной Африке. MeerKAT, со своей стороны, использует 64 радиоантенны для сбора радиоизображений Вселенной, чтобы помочь астрономам понять, как галактики развивались с течением времени.
Учитывая огромный объем данных, собранных этими телескопами, MeerKAT опирается как на передовые технологии, так и на высококвалифицированную команду операторов. Как отметил Эбботт, «у нас есть команда из самых ярких инженеров и ученых в Южной Африке и мире, которые работают над проектом, потому что проблемы, которые нам нужно решить, чрезвычайно сложны и привлекают лучших».
Профессор Фил Даймонд, генеральный директор организации СКА, возглавляющей разработку квадратного километража, также был впечатлен вкладом команды MeerKAT. Как он заявил в пресс-релизе СКА:
«Молодцы мои коллеги в Южной Африке за это выдающееся достижение. Создание таких телескопов чрезвычайно сложно, и эта публикация показывает, что MeerKAT готовится к бизнесу. Как один из телескопов-предшественников SKA, он предвещает SKA. MeerKAT в конечном итоге будет интегрирован в Фазу 1 телескопа СКА-мид, в результате чего общее количество посуды, имеющейся в нашем распоряжении, достигло 197, создав самый мощный радиотелескоп на планете ».
Когда SKA выйдет в интернет, он станет одним из самых мощных наземных телескопов в мире и примерно в 50 раз более чувствительным, чем любой другой радиоинструмент. Ожидается, что наряду с другими наземными и космическими телескопами следующего поколения то, что она расскажет о нашей Вселенной и о том, как она развивалась с течением времени, будет поистине новаторским.
Дальше Чтение: СКА Африка, СКА, Астрофизический Журнал
