Μυστηριώδεις εκρήξεις ακτινοβολίας θα μπορούσαν να προέρχονται από τα πιο ακραία αστέρια στο σύμπαν μας

By | November 28, 2023

Μια φωτισμένη σφαίρα διασχίζει το μαύρο διάστημα, με φαρδιούς δακτυλίους να ανεβαίνουν και να πέφτουν από την επιφάνειά της. ακολουθείται από ένα απαλό, αέριο νήμα πορτοκαλοκίτρινου.

Νέα έρευνα αποκάλυψε ότι διαφορετικοί τύποι άστρων νετρονίων, που γεννιούνται όταν πεθαίνουν τεράστια αστέρια, συμπεριφέρονται με παρόμοιους τρόπους. Αυτό μπορεί να φαίνεται σαν ένα δευτερεύον αποτέλεσμα, αλλά στο μεγάλο σχέδιο των πραγμάτων, είναι μια ανακάλυψη που υποστηρίζει περαιτέρω την ιδέα ότι αυτά τα ακραία νεκρά αστέρια – τόσο πυκνά που μια κουταλιά της σούπας ισοδυναμεί με κάτι σαν το βάρος του Έβερεστ – μπορεί να είναι πίσω από μυστηριώδεις εκρήξεις. της ακτινοβολίας που ονομάζονται Γρήγορες Ραδιοεκρήξεις (FRB).

Οι εκρήξεις FRB που εκπέμπουν ραδιόφωνο διάρκειας χιλιοστού του δευτερολέπτου φαίνεται να προέρχονται από πηγές πέρα ​​από τα όρια της Γης. Γαλαξίας, αλλά από την ανακάλυψή του το 2007, η προέλευσή του παρέμεινε τυλιγμένη στο μυστήριο. Ωστόσο, υπάρχει ένας πιθανός ύποπτος: αστέρες νετρονίων υψηλής μαγνητικότητας ή μαγνητάρια.

Και η ομάδα πίσω από τη νέα ανακάλυψη, συμπεριλαμβανομένων ερευνητών από το Ινστιτούτο Max Planck για Ραδιοαστρονομία (MPIfR) και το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, ανακάλυψε ότι τα μαγνητάρια μοιράζονται πράγματι μια σχέση μεταξύ της δομής του παλμού και της περιστροφής που υπάρχει και σε άλλα αποκαλούμενα ” ραδιόφωνα “. -θορυβώδεις” αστέρες νετρονίων.

Η ανακάλυψη μιας παρόμοιας «καθολικής κλίμακας» μεταξύ διαφορετικών τύπων άστρων νετρονίων υποδηλώνει τις διαδικασίες πλάσματος που μπορεί να είναι υπεύθυνες για αυτές τις ίδιες τις ραδιοεκπομπές. Επίσης, οδηγεί τους επιστήμονες να ερμηνεύσουν τις δομές που φαίνονται στα FRB ως αποτέλεσμα μιας αντίστοιχης περιστροφικής περιόδου, λέει η ομάδα.

«Όταν αποφασίσαμε να συγκρίνουμε την εκπομπή από μαγνητάρια με αυτή από FRB, περιμέναμε ομοιότητες», δήλωσε ο Michael Kramer, πρώτος συγγραφέας μιας εργασίας για τα ευρήματα και διευθυντής του MPIfR. είπε σε δήλωση. «Αυτό που δεν περιμέναμε είναι ότι όλα τα αστέρια νετρονίων υψηλής ραδιενέργειας θα μοιράζονταν αυτή την παγκόσμια κλίμακα.

Σχετίζεται με: Τα περίεργα υπολείμματα της έκρηξης σουπερνόβα μπορεί να περιέχουν ένα υπερπυκνό αστέρι

Αστέρια νετρονίων! Πάλσαρ! Magnetares! Ω Θεέ μου!

Τα αστέρια νετρονίων σχηματίζονται όταν έχουν μάζα αστέρια ξεμείνει από καύσιμα Πυρηνική σύντηξη. Όταν ένα αστέρι τελειώνει από αυτό το καύσιμο, η ενέργεια που το συντηρεί ενάντια στην εσωτερική, συντριπτική δύναμη της δικής του δύναμης βαρύτητα Σταματήστε να υπάρχει. Αυτό στη συνέχεια προκαλεί την καταστροφή των εξωτερικών στρωμάτων του άστρου, με αποτέλεσμα τη μαζική μάζα. σουπερνόβα εκρήξεις καθώς ο ίδιος ο πυρήνας καταρρέει.

Αυτή η κατάρρευση συνεχίζεται μέχρι ηλεκτρόνια είναι πρωτόνια στην περιοχή συγκρούονται και δημιουργούν μια θάλασσα ύλης πλούσιας σε νετρόνια, η οποία εμποδίζει τον αστρικό πυρήνα να συνθλιβεί ακόμη περισσότερο. Κάθε άλλο και ο πυρήνας θα δημιουργούσε τελικά α Μαύρη τρύπα. Χωρίς τη μαύρη τρύπα, ωστόσο, το αποτέλεσμα της διαδικασίας κατάρρευσης του πυρήνα είναι ένα σώμα στο πλάτος μιας πόλης εδώ στον κόσμο. Γη – περίπου 20 χιλιόμετρα – και ακατανόητα πυκνή ύλη. Θυμηθείτε το παράδειγμα του Έβερεστ.

Αυτή δεν είναι η μόνη ακραία ποιότητα που προκαλεί η βαρυτική κατάρρευση. Ακριβώς όπως ένας πατινέρ μπορεί να επιταχύνει το γύρισμα του τραβώντας τα μπράτσα του, οι αστρικοί πυρήνες που δημιουργούν αστέρια νετρονίων μειώνουν την ακτίνα τους και επομένως «περιστρέφονται». Αυτή η διαδικασία spin-up μπορεί να επηρεάσει σε μεγάλο βαθμό έναν πυρήνα. Μερικά νεότερα αστέρια νετρονίων, για παράδειγμα, μπορούν να περιστρέφονται έως και 700 φορές το δευτερόλεπτο. Και αν εκπέμπουν πίδακες ακτινοβολίας που σαρώνουν τη Γη, όπως η δέσμη ενός κοσμικού φάρου, η ταχέως περιστρεφόμενη Αστέρας Νετρονίων Λέγεται πάλσαρ. Τα αστέρια νετρονίων που περιστρέφονται εκατοντάδες φορές το δευτερόλεπτο ονομάζονται πάλσαρ χιλιοστών του δευτερολέπτου.

Ωστόσο πάλσαρ είναι αξιοσημείωτα για την περιοδική φύση τους, τα “Περιστρεφόμενα Ραδιομεταβατικά”, από την άλλη πλευρά, είναι αστέρια νετρονίων που εκπέμπουν πιο σποραδικές και λιγότερο έγκαιρες εκρήξεις ραδιοκυμάτων.

Επιπλέον, όταν οι γραμμές μαγνητικού πεδίου των αστρικών πυρήνων «σφίγγονται μεταξύ τους» κατά τη διάρκεια αυτής της κατάρρευσης, τα μαγνητικά πεδία που είναι χιλιάδες δισεκατομμύριαΔημιουργούνται n φορές ισχυρότερα από το μαγνητικό πεδίο της Γης. Αλλά μερικά αστέρια νετρονίων έχουν μαγνητικά πεδία πιο ισχυρά από αυτό, ωθώντας τα όρια 1.000 φορές ισχυρότερα από ένα «κανονικό» αστέρι νετρονίων.

Είναι γνωστά ως μαγνητάρια.

Οι αστρονόμοι γνωρίζουν περίπου 30 μαγνητάρια μέχρι σήμερα, και περίπου 6 από αυτά έχουν εκπέμψει ραδιοκύματα, οδηγώντας τους επιστήμονες στη θεωρία ότι τα FRB προέρχονται από μαγνητάρια εκτός του Γαλαξία – εξωγαλαξιακούς μαγνήτες.

Εύρεση σύνδεσης μεταξύ όλων των αστεριών νετρονίων με υψηλή ραδιενέργεια

Η ομάδα άρχισε να ερευνά την πιθανή σύνδεση magnetar-FRB παρατηρώντας στενά μεμονωμένους παλμούς από τα 6 γνωστά μαγνητάρια. Στη συνέχεια διερεύνησαν την υποδομή των παλμών με το ραδιοτηλεσκόπιο Effelsberg που βρίσκεται στο Bad Münstereifel της Γερμανίας, ένα από τα μεγαλύτερα πλήρως κατευθυνόμενα ραδιοτηλεσκόπια στη Γη.

Προς έκπληξη της ομάδας, τα ταχέως περιστρεφόμενα πάλσαρ του χιλιοστού του δευτερολέπτου και τα περιστρεφόμενα ραδιομεταβατικά στοιχεία έχουν παρόμοιες δομές παλμών. Αυτό τους οδήγησε σε μια καθολική σχέση κλιμάκωσης για μαγνητάρια και άλλες μορφές άστρων νετρονίων που συνδέει τη δομή του παλμού με την περίοδο περιστροφής, είτε αυτά τα ακραία αστέρια περιστρέφονται κάθε λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου είτε σε περίπου 100 δευτερόλεπτα.

«Αναμένουμε ότι οι μαγνήτες θα τροφοδοτούνται από μαγνητικό πεδίο ενέργεια, ενώ οι άλλοι οδηγούνται από την περιστροφική τους ενέργεια», είπε στη δήλωση ο Kuo Liu, μέλος της ομάδας και επιστήμονας του MPIfR. «Μερικοί είναι πολύ ηλικιωμένοι, άλλοι είναι πολύ νέοι και όμως όλοι φαίνεται να ακολουθούν αυτόν τον νόμο».

Σχετικές ιστορίες:

– Το παράξενο «αργό» αστέρι νετρονίων αμφισβητεί τις θεωρίες μας για τα νεκρά αστέρια

— Οι αστρονόμοι εντοπίζουν τον ταχύτερα περιστρεφόμενο μαγνήτη που έχει δει ποτέ

– Οι επιστήμονες ανακάλυψαν «ελαττωματικό» αστέρι νετρονίων που κατέστρεψε έναν αστεροειδή και στη συνέχεια πυροδότησε μια φωτεινή έκρηξη

Με άλλα λόγια, το γεγονός ότι όλα αυτά τα αστέρια νετρονίων που εκπέμπουν ραδιοκύματα συμπεριφέρονται σαν μαγνητάρια υποδηλώνει ότι η εγγενής προέλευση της δομής του υποπαλμού πρέπει να είναι η ίδια για κάθε αστέρι νετρονίων που εκπέμπει ραδιοκύματα.

«Εάν τουλάχιστον μερικά FRB προέρχονται από μαγνητάρια, η χρονική κλίμακα της υποδομής στην έκρηξη θα μπορούσε να μας πει την περίοδο περιστροφής της υποκείμενης μαγνητικής πηγής», δήλωσε το μέλος της ομάδας Ben Sappers, ερευνητής στο Jodrell Bank Center for Astrophysics. δήλωση. «Εάν βρούμε αυτή την περιοδικότητα στα δεδομένα, θα ήταν ορόσημο στην εξήγηση αυτού του τύπου FRB ως ραδιοφωνικών πηγών».

Η έρευνα της ομάδας δημοσιεύτηκε στις 23 Νοεμβρίου στο περιοδικό Αστρονομία της Φύσης.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *