Nietypowe zachowanie pulsara SGR 0418+5729

0

Obserwacje pulsara SGR 0418+5729 wykazały, że pomimo powolnej rotacji i relatywnie słabego pola magnetycznego, obiekt ten jest źródłem aktywności zarezerwowanej zazwyczaj dla magnetarów – pulsarów o potężnym polu magnetycznym. W opinii międzynarodowego zespołu naukowców, którego członkowie dokonali odkrycia, może to być spowodowane mechanizmami zachodzącymi wewnątrz tej gwiazdy neutronowej.

Pulsary są ściśniętymi siłą grawitacji, pozostałościami masywnych gwiazd, osiągającymi rozmiary wynoszące średnio 30 kilometrów i obdarzonymi polem magnetycznym, które może być miliardy razy silniejsze od pola magnetycznego naszego Słońca. Wśród nich magnetary zaliczają się do obiektów posiadających najsilniejsze pola magnetyczne – nawet od 50 do 1000 razy potężniejsze niż w klasycznych, rotujących gwiazdach neutronowych. Właśnie ten niezwykle silny magnetyzm jest źródłem obserwowanych w ich przypadku, gwałtownych wybuchów promieniowania rentgenowskiego i gamma.

Modele teoretyczne wskazują, że w magnetarach wewnętrzne pole magnetyczne może być jeszcze silniejsze niż występujące na powierzchni – właściwość, która jest w stanie deformować materię gwiazdy oraz propagować na zewnątrz. Zmiany w polu magnetycznym, a w szczególności jego zanik, prowadzi do podgrzania supergęstej materii pulsara lub akceleracji cząstek i w konsekwencji wytworzenia silnych emisji rejestrowanego promieniowania rentgenowskiego.

Najnowsze badania sugerują jednak, że ten sam proces może być odpowiedzialny za podobne zjawiska, zarejestrowane w przypadku słabszych pulsarów nie będących magnetarami – takich jak SGR 0418+5729. Obiekt ten został odkryty w połowie ubiegłego roku przez orbitalny teleskop gamma – Fermi, który wykrył pochodzący z niego strumień promieniowania. Następnie pulsar ten zbadany został przez rentgenowskie obserwatorium orbitalne RXTE, które oprócz rozbłysków tego promieniowania odkryło pewną stałą jego emisję z regularnymi pulsacjami, dzięki którym udało się ustalić okres obrotu obiektu na 9.1 sekundy. Po około 100 dniach aktywność zmalała jednak na tyle, że dalsze badania musiano prowadzić przy użyciu teleskopów orbitalnych Chandra oraz XMM-Newton.

Następnie do obserwacji aktywności dołączyły kolejne teleskopy orbitalne – Chandra oraz Swift – które miały poszukiwać oznak występujących tam zjawisk charakterystycznych dla magnetarów, co mogłoby wskazywać właśnie na obecność silnego, wewnętrznego pola magnetycznego istniejącego w kontraście do słabego pola powierzchniowego.

Silny wiatr cząstek wytwarzany przez pulsar powoduje również utratę jego energii i stopniowe spowolnienie obrotów – zjawisko takie możemy rejestrować na Ziemi obserwując wydłużanie się okresu pomiędzy pojedynczymi pulsami promieniowania. Co interesujące, w przypadku SGR 0418+5729 przez cały okres 490 dni trwania obserwacji nie zauważono, by prędkość rotacji tego obiektu w jakikolwiek sposób się zmniejszyła. Oznacza to, że w przypadku tego obiektu wiatr cząstek jest bardzo słaby, co można wytłumaczyć także słabym powierzchniowym polem magnetycznym.

Jest to pierwszy tego rodzaju przypadek, by obiekt wykazujący aktywność magnetara, jednocześnie nie przejawiał oznak aktywności silnego zewnętrznego pola magnetycznego. Dalsze jego badania mogą więc rzucić nowe światło na ewolucję obiektów obdarzonych najsilniejszymi znanymi polami magnetycznymi we Wszechświecie.

Nadal nieznana pozostaje także ilość pulsarów tego typu w generalnej populacji gwiazd neutronowych, oraz jak duża musi być różnica w strukturze pól magnetycznych, by wywołać zaobserwowane zjawiska w obiektach zbliżonych budową do SGR 0418+5729.

Odkrycia dokonał zespół naukowców pod kierownictwem Dr Nanda Rea z Institut de Ciencies de l’Espai (Barcelona). Autorem badań jest Dr Silvia Zane z Mullard Space Science Laboratory (University College London).

(UCL)

Share.

Comments are closed.