Astronomer har upptäckt en snabbt snurrande pulsar med ett kraftfullt magnetfält - kallad en magnetar - som visar några helt nya trick. Upptäckarna tror att magnetfältet runt stjärnan vrider sig och orsakar enorma elektriska strömmar - dessa strömmar genererar radiopulserna.
Astronomer som använder radioteleskop från hela världen har upptäckt en snurrande neutronstjärna med ett supermakt magnetfält - kallad en magnetar - som gör saker som ingen magnet har sett förut. Det konstiga beteendet har tvingat dem att skrapa tidigare teorier om radiopulsars och lovar att ge ny insikt om fysiken bakom dessa extrema objekt.
Magneten, ungefär 10 000 ljusår från jorden i riktning mot konstellationen Skytten, avger kraftfulla, regelbundna tidsimpulser av radiovågor precis som radiopulsars, som är neutronstjärnor med mycket mindre intensiva magnetfält. Vanligtvis är magnetar endast synliga i röntgenstrålar och ibland mycket svagt i optiskt och infrarött ljus.
”Ingen har någonsin hittat radiopulser som kommer från en magnet förut. Vi trodde att magnetar inte gjorde det här, ”sa Fernando Camilo från Columbia University. "Detta objekt kommer att lära oss nya saker om magnetfysik som vi aldrig skulle ha lärt oss annat," tillade Camilo.
Neutronstjärnor är resterna av massiva stjärnor som exploderat som supernovaer. De innehåller mer massa än solen och de komprimeras till en diameter på endast cirka 15 mil, vilket gör dem lika täta som atomkärnor. Vanliga pulsars är neutronstjärnor som avger "fyrstrålar" av radiovågor längs polerna i deras magnetfält. När stjärnan snurrar, strålas radiovågorna runt, och när den passerar jordens riktning kan astronomer upptäcka den med radioteleskop.
Forskare har funnit ungefär 1700 pulsars sedan deras första upptäckt 1967. Medan pulsars har starka magnetfält har ungefär ett dussin neutronstjärnor kallats magnetar eftersom deras magnetfält är 100-1000 gånger starkare än för typiska pulsars. Det är förfallet från de otroligt starka fälten som driver deras konstiga röntgenutsläpp.
"Magnetfältet från en magnetar skulle få en flygplanstransporter att snurra runt och peka norrut snabbare än en kompassnål rör sig på jorden," sade David Helfand, Columbia University. Ett magnetfält är 1 000 biljoner gånger starkare än jordens, påpekade Helfand.
Det nya föremålet - med namnet XTE J1810-197 - upptäcktes först av NASA: s Rossi X-ray Timing Explorer när det sände ut ett starkt utbrott av röntgenstrålar 2003. Medan röntgenstrålarna bleknade 2004, Jules Halpern från Columbia University och kollaboratörer identifierade magneten som en radiovågssändare med hjälp av National Science Foundation (NSF) Very Large Array (VLA) radioteleskop i New Mexico. Varje radioutsläpp är mycket ovanligt för en magnet.
Eftersom magnetar inte hade sett att regelbundet avge radiovågor, antog forskarna att radioutsläppet orsakades av ett moln av partiklar som kastades från neutronstjärnan vid dess röntgenutbrott, en idé de snart skulle inse var fel.
Med kunskap om att magnetaren gav ut någon form av radiovågor, observerade Camilo och hans kollegor det med Parkes radioteleskop i Australien i mars och upptäckte omedelbart överraskande starka radiopulsationer var 5,5 sekund, motsvarande den tidigare bestämda rotationshastigheten för neutronstjärnan .
När de fortsatte att observera XTE J1810-197 fick forskarna fler överraskningar. Medan de flesta pulsars blir svagare vid högre radiofrekvenser, gör XTE J1810-197 inte, kvar en stark emitter vid frekvenser upp till 140 GHz, den högsta frekvens som någonsin upptäckts från en radiopulsar. Till skillnad från normala pulsars, fluktuerar objektets radioemission i styrka från dag till dag, och formen på pulseringarna ändras också. Dessa variationer indikerar troligt att magnetfältet runt pulsaren också förändras.
Vad orsakar detta beteende? För närvarande tror forskarna att magnetens intensiva magnetfält vrider sig och orsakar förändringar på de platser där enorma elektriska strömmar flyter längs magnetfältlinjerna. Dessa strömmar genererar troligen radiopulsationerna.
”För att lösa detta mysterium fortsätter vi att övervaka detta galna objekt med så många teleskop som vi kan få tag på och så ofta som möjligt. Förhoppningsvis kommer att se alla dessa förändringar med tiden ge oss en djupare förståelse för vad som verkligen händer i denna mycket extrema miljö, ”sa teammedlem Scott Ransom från National Radio Astronomy Observatory.
Eftersom de förväntar sig att XTE J1810-197 kommer att försvinna vid alla våglängder, inklusive radio, har forskarna också sett det med NSF: s Robert C. Byrd Green Bank Telescope och Very Long Baseline Array (VLBA), Parkes och Australia Telescope Compact Array i Australien, IRAM-teleskopet i Spanien och Nancay-observatoriet i Frankrike. John Reynolds och John Sakissian från Parkes Observatory, Neil Zimmerman från Columbia University och Juan Penalver och Aris Karastergiou från IRAM är också medlemmar i forskarteamet. Forskarna rapporterade sina första resultat i den 24 augusti utgåvan av den vetenskapliga tidskriften Nature.
National Radio Astronomy Observatory är en anläggning från National Science Foundation som drivs under samarbetsavtal av Associated Universities, Inc.
Originalkälla: NRAO-nyhetsmeddelande
