_ Telescoapele NASA găsesc noi indicii despre semnalele misterioase din spațiul profund

Ce provoacă exploziile misterioase de unde radio din spațiul profund? Astronomii ar putea fi cu un pas mai aproape de a oferi un singur răspuns la această întrebare. Două telescoape cu raze X NASA au observat recent unul dintre astfel de evenimente – cunoscut sub numele de explozie radio rapidă – cu câteva minute înainte și după ce a avut loc. Această viziune fără precedent îi pune pe oameni de știință pe calea de a înțelege mai bine aceste evenimente radio extreme.

Deși durează doar o fracțiune de secundă, exploziile radio rapide pot elibera aproximativ la fel de multă energie ca soarele într-un an. . Lumina lor formează, de asemenea, un fascicul asemănător unui laser, deosebindu-i de exploziile cosmice mai haotice.

Deoarece exploziile sunt atât de scurte, este adesea greu de identificat de unde provin. Înainte de 2020, cele care au fost urmărite până la sursa lor au provenit din afara propriei noastre galaxii – prea departe pentru ca astronomii să vadă ce le-a creat. Apoi, o explozie radio rapidă a erupt în galaxia de origine a Pământului, provenind dintr-un obiect extrem de dens numit magnetar — rămășițele prăbușite ale unei stele explodate.

În octombrie 2022, același magnetar — numit SGR 1935+2154— a produs o altă explozie radio rapidă, aceasta studiată în detaliu de NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer) de la NASA pe Stația Spațială Internațională și NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) pe orbita joasă a Pământului.

Telescoapele au observat magnetar ore în șir, observând ce s-a întâmplat pe suprafața obiectului sursă și în împrejurimile sale imediate înainte și după explozia rapidă a radioului. Rezultatele, descrise într-un nou studiu publicat în jurnalul Nature, sunt un exemplu al modului în care telescoapele NASA pot lucra împreună pentru a observa și urmări evenimente de scurtă durată din cosmos.

Erupția a avut loc între două „glitch-uri” când magnetarul a început brusc să se învârtească mai repede. SGR 1935+2154 este estimat la aproximativ 12 mile (20 de kilometri) și se învârte de aproximativ 3,2 ori pe secundă, ceea ce înseamnă că suprafața sa se mișca cu aproximativ 7.000 mph (11.000 kph). Încetinirea sau accelerarea acestuia ar necesita o cantitate semnificativă de energie.

De aceea autorii studiului au fost surprinși să vadă că între erori, magnetarul a încetinit la mai puțin decât viteza anterioară a erorii în doar nouă. ore, sau de aproximativ 100 de ori mai rapid decât s-a observat vreodată într-un magnetar.

„De obicei, când apar erori, magnetarului îi iau săptămâni sau luni pentru a reveni la viteza normală”, a spus Chin- Ping Hu, astrofizician la Universitatea Națională de Educație Changhua din Taiwan și autorul principal al noului studiu. „Atât de clar, lucrurile se întâmplă cu aceste obiecte la scări mult mai scurte decât am crezut anterior, iar asta ar putea fi legat de cât de repede sunt generate exploziile radio.”

Când încercăm să reunești exact modul în care produc magnetarele. exploziile radio rapide, oamenii de știință au de luat în considerare o mulțime de variabile.

De exemplu, magnetarele (care sunt un tip de stea neutronică) sunt atât de dense încât o linguriță din materialul lor ar cântări aproximativ un miliard de tone pe Pământ . O astfel de densitate mare înseamnă, de asemenea, o atracție gravitațională puternică: o marshmallow care cade pe o stea neutronică tipică ar avea un impact cu forța unei bombe atomice timpurii.

Gravația puternică înseamnă că suprafața unui magnetar este un loc volatil. , eliberând în mod regulat rafale de raze X și lumină cu energie mai mare. Înainte de explozia radio rapidă care a avut loc în 2022, magnetarul a început să elibereze erupții de raze X și raze gamma (lungimi de undă și mai energice ale luminii) care au fost observate în viziunea periferică a telescoapelor spațiale de înaltă energie. Această creștere a activității i-a determinat pe operatorii misiunii să îndrepte NICER și NuSTAR direct către magnetar.

„Toate acele explozii de raze X care au avut loc înainte de această eroare ar fi avut, în principiu, suficientă energie pentru a crea o explozie radio rapidă, dar nu au avut-o”, a spus coautorul studiului Zorawar Wadiasingh. un cercetător de știință la Universitatea din Maryland, College Park și Goddard Space Flight Center al NASA. „Deci se pare că ceva s-a schimbat în timpul perioadei de încetinire, creând setul potrivit de condiții.”

Ce altceva s-ar fi putut întâmpla cu SGR 1935+2154 pentru a produce o rafală radio rapidă? Un factor ar putea fi faptul că exteriorul unui magnetar este solid, iar densitatea mare zdrobește interiorul într-o stare numită superfluid. Ocazional, cei doi se pot desincroniza, cum ar fi apa care zvâcnește într-un vas de pești care se învârte. Când se întâmplă acest lucru, fluidul poate furniza energie crustei. Autorii lucrării cred că acesta este probabil ceea ce a cauzat ambele erori care au blocat explozia rapidă a radioului.

Dacă eroarea inițială a provocat o fisură pe suprafața magnetarului, ar fi putut elibera material din interiorul stelei în spațiu ca un erupție vulcanică. Pierderea de masă face ca obiectele care se rotesc să încetinească, așa că cercetătorii cred că acest lucru ar putea explica decelerația rapidă a magnetarului.

Dar după ce a observat doar unul dintre aceste evenimente în timp real, echipa încă nu poate spune cu siguranță care dintre acești factori (sau alții, cum ar fi câmpul magnetic puternic al magnetarului) ar putea duce la producerea unei explozii radio rapide. Unele s-ar putea să nu fie deloc conectate la explozie.

„Fără îndoială am observat ceva important pentru înțelegerea noastră despre exploziile radio rapide”, a spus George Younes, cercetător la Goddard și membru al științei NICER. echipă specializată în magnetare. „Dar cred că avem nevoie de mult mai multe date pentru a completa misterul.”

(Fluierul)