Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ένα μυστηριώδες αστρικό αντικείμενο που εκπέμπει ραδιοκύματα κάθε 22 λεπτά

Οι ερευνητές ανακάλυψαν ένα νέο αστρικό αντικείμενο, δυνητικά ένα μαγνήτη εξαιρετικά μακράς περιόδου, που αμφισβητεί την τρέχουσα κατανόηση των άστρων νετρονίων. Εκπέμποντας ραδιοκύματα κάθε 22 λεπτά, το μεγαλύτερο που έχει καταγραφεί ποτέ, αυτό το αντικείμενο αμφισβητεί τις τρέχουσες θεωρίες, αλλά προσφέρει πολλά υποσχόμενες πληροφορίες για αστέρι νετρονίων Φυσική και μαγνητική εξέλιξη. Η ομάδα σχεδιάζει να ερευνήσει περαιτέρω, ελπίζοντας να ανακαλύψει περισσότερα από αυτά τα ασυνήθιστα ουράνια σώματα.

Μια διεθνής ομάδα με επικεφαλής αστρονόμους από τον κόμβο του Πανεπιστημίου Curtin του Διεθνούς Κέντρου Έρευνας στη Ραδιοαστρονομία (ICRAR) ανακάλυψαν έναν νέο τύπο αστρικού αντικειμένου που αμφισβητεί την κατανόησή μας για τη φυσική των άστρων νετρονίων.

Το αντικείμενο θα μπορούσε να είναι ένας πολύ ψηλός μαγνήτης, ο οποίος είναι ένας σπάνιος τύπος αστεριού με εξαιρετικά ισχυρά μαγνητικά πεδία που μπορεί να παράγει ισχυρές εκρήξεις ενέργειας.

Μέχρι πρόσφατα, όλα τα γνωστά μαγνητάρια απελευθέρωναν ενέργεια σε διαστήματα από μερικά δευτερόλεπτα έως λίγα λεπτά. Το αντικείμενο που ανακαλύφθηκε πρόσφατα εκπέμπει ραδιοκύματα κάθε 22 λεπτά, καθιστώντας το τη μεγαλύτερη μαγνητική περίοδο που έχει ανακαλυφθεί ποτέ.

Η έρευνα δημοσιεύτηκε στις 19 Ιουλίου στο περιοδικό φύση.

Ένα κινούμενο σχέδιο που περιγράφει τον εντοπισμό, τη συμπεριφορά του αντικειμένου και πώς μπορεί να μοιάζει. Πίστωση: ICRAR

Παρατηρήσεις και αποτελέσματα

Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν το αντικείμενο χρησιμοποιώντας το Murchison Widefield Array (MWA), ένα ραδιοτηλεσκόπιο στη Χώρα Wajarri Yamaji στην απομακρυσμένη Δυτική Αυστραλία.

Το μαγνητάρι, που ονομάζεται GPM J1839−10, απέχει 15.000 έτη φωτός από τη Γη στον αστερισμό του Scutum, είπε η επικεφαλής συγγραφέας Δρ Natasha Hurley-Walker.

«Αυτό το αξιοσημείωτο αντικείμενο αμφισβητεί την κατανόησή μας για τα αστέρια νετρονίων και τα μαγνητάρια, τα οποία είναι μερικά από τα πιο εξωτικά και ακραία αντικείμενα στο σύμπαν», είπε.

Το αστρικό σώμα είναι μόνο το δεύτερο στο είδος του που ανακαλύφθηκε ποτέ μετά την ανακάλυψη του πρώτου από τον προπτυχιακό φοιτητή Tyrone O’Doherty στο Πανεπιστήμιο Curtin.

Η εντύπωση ενός καλλιτέχνη από το ραδιοτηλεσκόπιο Murchison Widefield Array που παρατηρεί το μαγνητάρι της Πολύ Μεγάλης Περιόδου, 15.000 έτη φωτός από τη Γη στον αστερισμό του Scutum. Πίστωση: ICRAR

Νέα Κατανόηση των Μαγνητών

Στην αρχή, η επιστημονική κοινότητα μπερδεύτηκε με την ανακάλυψή τους.

Δημοσίευσαν ένα άρθρο στο φύση τον Ιανουάριο του 2022 περιγράφει ένα μυστηριώδες παροδικό αντικείμενο που εμφανίζεται και εξαφανίζεται σποραδικά, εκπέμποντας ισχυρές δέσμες ενέργειας τρεις φορές την ώρα.

Το πρώτο πράγμα μας εξέπληξε, είπε ο Δρ Hurley Walker – επίτιμος επόπτης της O’Doherty -.

«Ήμασταν τόσο μπερδεμένοι», είπε. «Έτσι αρχίσαμε να ψάχνουμε για παρόμοια αντικείμενα για να δούμε αν ήταν ένα μεμονωμένο γεγονός ή απλώς η κορυφή του παγόβουνου».

Μεταξύ Ιουλίου και Σεπτεμβρίου 2022, η ομάδα ερεύνησε τον ουρανό με το τηλεσκόπιο MWA. Και βρήκαν γρήγορα αυτό που αναζητούσαν στο GPM J1839−10. Εκπέμπει εκρήξεις ενέργειας που διαρκούν έως και πέντε λεπτά – πέντε φορές περισσότερο από το πρώτο σώμα.

Το magnetar ανακαλύφθηκε από το ραδιοτηλεσκόπιο Murchison Widefield Array (MWA), με μια σειρά από άλλες εγκαταστάσεις σε όλο τον κόσμο να συμμετέχουν για να επιβεβαιώσουν την ανακάλυψη και να μελετήσουν το αντικείμενο. MeerKAT – Πιστωτικό: South African Radio Astronomy Observatory (SARAO), Gran Telescopio Canarias – Πιστώσεις: Daniel López / IAC, Murchison Widefield Array – Πιστωτική: Marianne Annereau, Giant Metwave Radio Telescope – Πιστωτική: NCRA, Australian SKA Pathfinder / Dragrayy Credit C. NRAO, XMM-Newton – Credit: European Space Agency

Επιβεβαίωση ανακάλυψης

Ακολούθησαν και άλλα τηλεσκόπια για να επιβεβαιώσουν την ανακάλυψη και να μάθουν περισσότερα για τις μοναδικές ιδιότητες του αντικειμένου.

Αυτά περιελάμβαναν τρία CSIRO ραδιοτηλεσκόπια στην Αυστραλία, το ραδιοτηλεσκόπιο MeerKAT στη Νότια Αφρική, το τηλεσκόπιο Grantecan (GTC) 10 μέτρων και το διαστημικό τηλεσκόπιο XMM-Newton.

Οπλισμένη με τις ουράνιες συντεταγμένες και τα χαρακτηριστικά τους του GPM J1839−10, η ομάδα άρχισε επίσης να ψάχνει στα αρχεία παρατήρησης των κορυφαίων ραδιοτηλεσκοπίων στον κόσμο.

“Προβλήθηκε σε παρατηρήσεις από το Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) στην Ινδία και η Very Large Array (VLA) στις ΗΠΑ είχε παρατηρήσεις που χρονολογούνται από το 1988”, είπε.

«Ήταν μια καταπληκτική στιγμή για μένα. Ήμουν πέντε ετών όταν τα τηλεσκόπια μας κατέγραψαν για πρώτη φορά παλμούς από αυτό το αντικείμενο, αλλά πέρασε απαρατήρητο και παρέμεινε κρυμμένο στα δεδομένα για 33 χρόνια.

«Το έχασαν γιατί δεν περίμεναν να βρουν κάτι παρόμοιο».

Η εντύπωση ενός καλλιτέχνη ενός μαγνήτη πολύ μεγάλης περιόδου. Το αντικείμενο έχει εκπέμψει έναν πεντάλεπτο παλμό ενέργειας μήκους κύματος ραδιοφώνου για τουλάχιστον 33 χρόνια. Πίστωση: ICRAR

Προκαλέστε τα τρέχοντα παραδείγματα

Δεν παράγουν όλα τα μαγνητάρια ραδιοκύματα. Μερικά βρίσκονται κάτω από τη «γραμμή του θανάτου», ένα κρίσιμο όριο στο οποίο το μαγνητικό πεδίο ενός αστεριού γίνεται πολύ αδύναμο για να δημιουργήσει εκπομπές υψηλής ενέργειας.

«Το αντικείμενο που εντοπίσαμε περιστρέφεται πολύ αργά για να παράγει ραδιοκύματα – είναι κάτω από τη γραμμή του θανάτου», είπε ο Δρ Hurley-Walker.

«Αν υποθέσουμε ότι πρόκειται για ένα μαγνήτη, δεν θα πρέπει να είναι δυνατό για αυτό το αντικείμενο να παράγει ραδιοκύματα, αλλά τα βλέπουμε.

“Και δεν μιλάμε μόνο για μια μικρή ματιά μιας ραδιοφωνικής εκπομπής. Κάθε 22 λεπτά, εκπέμπει έναν πεντάλεπτο παλμό ενέργειας μήκους κύματος, και το κάνει για τουλάχιστον 33 χρόνια.

«Όποιος κι αν είναι ο μηχανισμός πίσω από αυτό είναι εξαιρετικός».

Το Pawsey Supercomputing Research Center χρησιμοποιήθηκε για την αποθήκευση και την κοινή χρήση των δεδομένων που χρησιμοποιήθηκαν για αυτήν την έρευνα. Πίστωση: Pawsey Supercomputing Research Center

Προσβλέποντας στο μέλλον

Αυτή η ανακάλυψη έχει σημαντικές επιπτώσεις για την κατανόησή μας για τη φυσική των άστρων νετρονίων και τη συμπεριφορά των μαγνητικών πεδίων σε ακραία περιβάλλοντα.

Εγείρει επίσης νέα ερωτήματα σχετικά με το σχηματισμό και την εξέλιξη του μαγνητισμού και θα μπορούσε να ρίξει φως στην προέλευση μυστηριωδών φαινομένων όπως οι γρήγορες ραδιοφωνικές εκρήξεις.

Η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει να κάνει περισσότερες παρατηρήσεις για το magnetar για να μάθει περισσότερα για τις ιδιότητες και τη συμπεριφορά του.

Ελπίζουν επίσης να ανακαλύψουν περισσότερα από αυτά τα μυστηριώδη αντικείμενα στο μέλλον, για να προσδιορίσουν αν είναι πράγματι μαγνήτες με πολύ μεγάλες περιόδους ή ακόμα και κάτι πιο εκπληκτικό.

Παραπομπή: «Long Term Radio Transient Active for Three Decades» των N. Hurley-Walker, N. Rea, SJ McSweeney, BW Meyers, E. Lenc, I. Heywood, SD Hyman, YP Men, TE Clarke, F. Coti Zelati, DC Price, C. Horváth, TJ, M. Stappers και A. Williams, 1 Ιουλίου 2023 φύση.
DOI: 10.1038/s41586-023-06202-5

Το MWA είναι ένας πρόδρομος του μεγαλύτερου ραδιοαστρονομικού παρατηρητηρίου στον κόσμο, του Square Kilometer Array, το οποίο βρίσκεται υπό κατασκευή στην Αυστραλία και τη Νότια Αφρική. Η MWA γιορτάζει φέτος ένα σημαντικό ορόσημο καθώς συμπληρώνει μια δεκαετία διεθνών επιστημονικών δραστηριοτήτων και ανακαλύψεων.

Το Διεθνές Κέντρο Έρευνας Ραδιοαστρονομίας (ICRAR) είναι ένα κοινό έργο του Πανεπιστημίου Curtin και του Πανεπιστημίου της Δυτικής Αυστραλίας με υποστήριξη και χρηματοδότηση από την Πολιτειακή Κυβέρνηση της Δυτικής Αυστραλίας.

Αναγνωρίζουμε τον Wajarri Yamaji ως τους παραδοσιακούς ιδιοκτήτες και τους αρχικούς κατόχους τίτλων του Inyarrimanha Ilgari Bundara, της τοποθεσίας του Παρατηρητηρίου Ραδιοαστρονομίας CSIRO Murchison, όπου βρίσκεται η Συστοιχία Ευρευμένου πεδίου Murchison.

Το Pawsey Supercomputing Research Center στο Περθ – μια εθνική εγκατάσταση υπερυπολογιστών που χρηματοδοτείται από τη Βαθμίδα 1 – βοήθησε στην αποθήκευση και επεξεργασία των παρατηρήσεων MWA που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτήν την έρευνα.