Художественное изображение прецессирующего магнетара с искривленным магнитным полем и его радиолучом, направленным на Землю. Фото: Грегори Девинь / MPIfR
Международная исследовательская группа под руководством Грегори Девиня из Института радиоастрономии Макса Планка в Бонне, Германия, использовала радиотелескопы Эффельсберг и Джодрелл Бэнк для наблюдения прецессирующего магнетара XTE J1810-197 — сильно намагниченной и сверхплотной нейтронной звезды. вскоре после его повышенной рентгеновской активности и радиоактивации.
Эта прецессия затухала в течение нескольких месяцев, бросая вызов некоторым моделям, используемым для объяснения происхождения таинственных повторяющихся быстрых радиовсплесков.
Магнетары — это нейтронные звезды с экстремальными и закрученными магнитными полями, оставшиеся после коллапса массивных звезд с исчерпанным топливом. Эти объекты настолько плотны, что содержат в 1–2 раза массу Солнца в почти идеальной сфере радиусом около 12 км.
Из 30 известных магнетаров лишь немногие время от времени излучают радиоволны, и их радиолуч проносится по небу, как маяк. Магнетары широко считаются источником быстрых радиовсплесков (FRB), при этом некоторые модели полагают, что свободно прецессирующие магнетары ответственны за повторяющиеся FRB.
Вместе с коллегами из Центра астрофизики Джодрелла Бэнка и Института астрономии и астрофизики Кавли исследователи из Института радиоастрономии Макса Планка (MPIfR) регулярно осматривают некоторые из этих магнетаров и неожиданно поймали один из них, XTE J1810-197. который начал излучать радиоизлучение в декабре 2018 года, вскоре после начала усиленного рентгеновского излучения и спустя около 10 лет, в течение которых он был радиотихим.
Начав интенсивную кампанию наблюдений после этого события, исследователи заметили некоторые очень систематические изменения в свойствах радиоизлучения, а именно в его поляризации, выявив смещение ориентации радиолуча магнетара относительно Земли. Исследователи объяснили это свободной прецессией — эффектом, возникающим из-за небольшой асимметрии в структуре магнетара, заставляющей его раскачиваться, как волчок.
К их удивлению, свободная прецессия быстро затухла в течение следующих нескольких месяцев и в конце концов исчезла. Исчезновение прецессии со временем противоречит предположению многих астрономов, которые считают, что повторяющиеся во времени FRB можно объяснить прецессирующими магнетарами.
«Мы ожидали увидеть некоторые изменения в поляризации излучения этого магнетара, поскольку мы знали об этом по другим магнетарам», — говорит Грегори Девинь из MPIfR, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature Astronomy. «Но мы не ожидали, что эти изменения будут настолько систематическими и будут точно соответствовать поведению, которое было бы вызвано колебанием звезды».
Патрик Велтевреде из Манчестерского университета добавляет: «Наши результаты стали возможными только благодаря многолетним наблюдениям за этим магнетаром с помощью радиотелескопов в Джодрелл-Бэнке и Эффельсберге. Нам пришлось ждать более десяти лет, прежде чем он начал производить радиоизлучение. , но когда это произошло, это, конечно, не разочаровало».
«Затухающая прецессия магнетаров может пролить свет на внутреннюю структуру нейтронных звезд, которая в конечном итоге связана с нашим фундаментальным пониманием вещей», — говорит Лицзин Шао из Пекинского университета.
«Радиоастрономия действительно увлекательна. Загадка, окружающая происхождение FRB, все еще сохраняется. Однако ловля интригующих объектов, таких как магнетары, с целью узнать больше о FRB, подчеркивает возможности наших объектов», — заключает Майкл Крамер, директор MPIfR и руководитель Отделения фундаментальной физики в радиоастрономических исследованиях.
Информация от: Обществом Макса Планка
