V-kosmose.com

Магнетары могут быть загадочными следами быстрых радиовсплесков

Магнетары могут быть загадочными следами быстрых радиовсплесков

Метод параллакса - это простой геометрический метод оценки расстояния до звезд. Недавно астрономы впервые использовали его для прямого измерения расстояния до магнетара.

Нейтронные звезды - это остатки взрыва сверхновых звезд, которые вряд ли могут содержать больше, чем несколько солнечных масс, их диаметр составляет всего несколько десятков километров. Сага о них началась в 1930-х годах и продолжается сегодня с 1990-х годов с изучения магнетаров, нейтронных звезд с потрясающим магнитным полем. Между этими двумя десятилетиями теоретические объекты, которые были ранними нейтронными звездами, стали объектами наблюдения, сначала с помощью радиотелескопов, впервые в 1967 году, благодаря Джоселин Белл, затем рентгеновских лучей и теперь изучаются благодаря гравитационным волнам при столкновении нейтронных звезд.

В начале своего открытия нейтронные звезды на очень короткое время вызывали озноб у астрофизиков и астрономов, заинтересованных в программе, поскольку у них форма пульсаров, то есть источников периодического излучения радиоволн. Вы могли подумать, что это могут быть искусственные сигналы от внеземной цивилизации, но эта гипотеза была быстро опровергнута, поскольку доплеровского сдвига не было.

FRB - повторяющаяся история пульсаров?

Художественное видение вспышки на ультрамагнитной нейтронной звезде (магнетар)

Художественное видение вспышки на ультрамагнитной нейтронной звезде (магнетар)

В последние годы астрофизиков заинтриговали другие загадочные радиоисточники, и здесь гипотеза некоторое время рассматривалась, прежде чем была отвергнута. Это быстрые радиовсплески или FRB на английском языке. Быстрые радиовсплески были впервые обнаружены в 2007 году. Мы просто знаем, что они очень энергичны и длятся максимум несколько миллисекунд, и большинство из них происходит за пределами Млечного Пути.

FRB могли выдать существование звезд Планка, но исследователи выдвинули менее экзотическую гипотезу, а именно, что они являются проявлением магнитаров, нейтронных звезд с магнитными полями рекордной интенсивности в наблюдаемом космосе - порядка триллиона раз больше силы магнитного поля Земли.

Группе радиоастрономов впервые удалось точно определить расстояние до магнетара из Солнечной системы путем измерения параллакса с помощью радиотелескопов с очень длинной базой (VLBA). Напомним, что это метод объединения с помощью интерферометрии измерений нескольких радиотелескопов, распределенных по континентам, что позволяет синтезировать апертуру, которая в конечном итоге составляет виртуальный инструмент, размер которого может быть эквивалентен что на Земле. Таким образом, мы можем проводить наблюдения с впечатляющим разрешением.

Магнетар SGR 1900+14

Магнетар SGR 1900+14

Интерферометрия со сверхдлинной базой (или VLBA для интерферометрии со сверхдлинной базой) - один из фундаментальных методов современной радиоастрономии, который также обеспечил успех коллаборации Event Horizon Telescope, впервые добившись успеха в построении изображений сверхмассивной черной дырыв центре активного ядра галактики M87*. Он был предложен в 1962 году Леонидом Матвеенко, Николаем Кардашевым и Геннадием Шоломицким при поддержке украинского и советского радиоастронома Иосифа Чкловского из знаменитого института Штернберга.

В данном конкретном случае VLBA включает 10 антенн по 25 метров каждая, покрывающих территорию США от острова Санта-Крус на Виргинских островах, расположенных в Вест-Индии, и до острова Мауна-Кеа на острове Гавайи в океане. Мирный.

Измерения расстояний - ключ к астрофизике

Не все нейтронные звезды - это пульсары, и это также верно в случае магнетаров, из которых на сегодняшний день известно только шесть примеров, способных излучать радиоимпульсы. Первый в своем роде был обнаружен в 2003 году, и в каталоге он упоминается как XTE J1810-197. Его деятельность продолжалась с 2003 по 2008 год, затем с января по ноябрь 2019 года и совсем недавно с марта по апрель 2020 года.

Именно XTE J1810-197 наблюдался в разные даты на небесном своде с помощью метода параллакса, известного с древности в планетной астрономии и впервые сделанного возможным со звездами в начале 19 века благодаря наблюдениям, опубликованным в 1837 году немецкими астрономами Фридрихом Георгом Вильгельмом фон Струве для Веги и в 1838 году Фридрихом Вильгельмом Бесселем для 61 Лебедя.

Местоположение одного из быстрых радиовсплесков FRB 121102

Местоположение одного из быстрых радиовсплесков FRB 121102

Метод прост для понимания и основан на элементарных геометрических рассуждениях для людей 21 века. Очевидно, что во времена таких греков, как Гиппарх, все было иначе. Необходимо с интервалом в 6 месяцев измерять положение звезды на небесном своде и применять тригонометрию в треугольниках. Из измерения видимого углового изменения звезды и знания диаметра орбиты Земли мы вычисляем расстояние до нее. В случае XTE J1810-197 это около 8 100 световых лет, что подтверждает, что это действительно один из ближайших известных магнетаров.

Такие данные важны, потому что они позволяют лучше рассчитать мощность радиационных вспышек, производимых этим магнетаром, и, следовательно, заставить продвинутые модели объяснить их. Это также доказательство принципа того, что мы можем сделать то же самое с VLBA для других близлежащих магнетаров в Млечном Пути, а это означает, что в конечном итоге мы получим достаточно данных, чтобы выбрать между рассматриваемыми моделями, и особенно теми, которые вызывают особые извержения магнетаров FRB.

Таким образом, мы знаем, что пульсар в Крабовидной туманности иногда излучает более сильные радиоимпульсы, чем обычно, и что характеристики этих импульсов позволяют предположить, что они подобны тем, даже более мощным, связанным с FRB.