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Los astrónomos han descubierto una actividad extraña y sin precedentes de uno de los imanes más poderosos del universo.

02 febrero 2021

(Noticias de Nanwerk) Los astrónomos del Centro de Excelencia ARC para la Detección de Ondas Gravitacionales (OzGrav) y CSIRO acaban de notar un comportamiento extraño que nunca antes se había visto? Magnetar ?? Un tipo raro de estrella de neutrones y uno de los imanes más poderosos del universo.

Sus nuevos hallazgos, publicados en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society (“ Cubierta magnética dinámica Swift J1818.0 ?? 1607 ”), ¿Sugiere que las estrellas magnéticas tienen campos magnéticos más complejos de lo que se pensaba anteriormente? Lo que puede desafiar las teorías sobre cómo nacieron y se desarrollaron con el tiempo.

Las estrellas magnéticas son un tipo raro de estrella de neutrones giratoria con algunos de los campos magnéticos más fuertes del universo. Los astrónomos han descubierto solo treinta de estos objetos en y alrededor de la Vía Láctea, la mayoría de ellos detectados por telescopios de rayos X después de una explosión de alta energía.

Sin embargo, también se ha observado que un puñado de estas estrellas magnéticas emiten pulsos de radio similares a los púlsares, los quásares menos magnéticos que producen rayos de ondas de radio desde sus polos magnéticos. Mantenga un registro de cómo estos latidos del corazón? ¿La radio suena fuerte? Las estrellas magnéticas cambian con el tiempo y ofrecen una ventana única para su evolución e ingeniería.

En marzo de 2020, se descubrió una nueva estrella magnética llamada Swift J1818.0-1607 (abreviatura J1818) después de que disparó una brillante ráfaga de rayos X. Las observaciones de seguimiento rápido revelaron pulsos de radio que se originaban en el magnetar. Curiosamente, la apariencia de los pulsos de radio de J1818 fue muy diferente a la vista de otros imanes de altavoz.

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Impresión artística del imán activo Swift J1818.0-1607 Impresión artística del imán activo Swift J1818.0-1607. (Foto: Carl Knox, Osgraf)

La mayoría de los pulsos de radio de las estrellas magnéticas mantienen un brillo constante en una amplia gama de frecuencias de observación. Sin embargo, los pulsos de J1818 fueron más brillantes a frecuencias más bajas que a frecuencias más altas. Similar a lo que vemos en los púlsares, hay otro tipo más común de estrella de neutrones emisora ​​de radio ((Las cartas del diario astrofísicoY el “Propiedades espectrofotométricas de Swift J1818.0 ?? 1607: un equipo de radio magnético de 1,4 s”).

Para comprender mejor cómo ha evolucionado J1818 con el tiempo, un equipo dirigido por científicos del Centro de Excelencia ARC para la Detección de Ondas Gravitacionales (OzGrav) lo observó ocho veces con el radiotelescopio CSIRO Parkes (también conocido como Moriang) entre mayo y octubre. 2020.

Durante este tiempo, encontraron que la magnetar había sufrido una breve crisis de identidad: en mayo todavía emitía pulsos similares a los púlsares detectados previamente; Sin embargo, en junio comenzó a oscilar entre un brote y un estado débil. Este comportamiento parpadeante alcanzó su punto máximo en julio cuando lo vieron oscilar entre la emisión de pulsos de radio pulsantes similares a estrellas y el magnetismo.

Este extraño comportamiento nunca se había visto antes en ninguna estrella magnética ruidosa. Explica el autor principal y estudiante de doctorado de Swinburne University / CSIRO, Marcus Lore. ?? Parece que fue solo un fenómeno de corta duración, ya que a partir de nuestra siguiente observación se estableció permanentemente en este nuevo estado magnético similar a una estrella. ??

Los científicos también buscaron cambios en la forma del pulso y el brillo en diferentes frecuencias de radio y compararon sus observaciones con un modelo teórico de 50 años. Este modelo predice la geometría proyectada del púlsar, basándose en la dirección de deformación de su luz polarizada.

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?? A partir de nuestras observaciones, encontramos que el eje magnético de J1818 no está en línea con su eje de rotación, ?? Lower dice.

En cambio, el polo magnético de la radio parece estar ubicado en el hemisferio sur, justo debajo del ecuador. La mayoría de las otras estrellas magnéticas tienen campos magnéticos que están alineados con sus ejes de giro o son ligeramente borrosos. ??

?? Esta es la primera vez que vemos bandas magnéticas con un polo magnético desviado. ??

Sorprendentemente, esta geometría magnética parece ser estable en la mayoría de las observaciones. Esto indica que cualquier cambio en la bobina de pulso se debe simplemente a diferencias en la altura que emiten los pulsos de radio sobre la superficie de la estrella de neutrones. Sin embargo, el Note del 1 de agosto de 2020 se destaca como una extraña excepción.

Nuestro mejor modelo de ingeniería para esta fecha indica que el rayo de radio se volteó brevemente a un polo magnético completamente diferente ubicado en el hemisferio norte de la estrella magnética. Lower dice.

La aparente falta de cambios en el perfil del perfil del pulso magnético indica las mismas líneas de campo magnético que conducen a la normalidad. Los pulsos de radio también deben ser responsables de los pulsos visibles del otro polo magnético.

El estudio indica que esto es evidencia de que los pulsos de radio de J1818 se originan a partir de anillos de líneas de campo magnético que conectan dos polos estrechamente espaciados, como los que se ven uniendo los polos de un imán de herradura o las manchas solares en el sol. Esto contrasta con la mayoría de las estrellas de neutrones normales, que se esperaría que tuvieran un polo norte y sur en lados opuestos de la estrella conectados a un campo magnético en forma de rosquilla.

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Esta extraña configuración de campo magnético también está respaldada por un estudio independiente de pulsos de rayos X de J1818 detectados por el telescopio NICER a bordo de la Estación Espacial Internacional (El diario astrofísicoY el “Nota de NICER sobre la evolución temporal y espectral de Swift J1818.0-1607: eslabón perdido entre estrellas magnéticas y púlsares giratorios”). Los rayos X parecen provenir de una sola región distorsionada de líneas de campo magnético que emergen de la superficie del imán o de dos regiones más pequeñas, pero poco espaciadas.

Estos descubrimientos tienen implicaciones potenciales para las simulaciones por computadora de cómo nacen y evolucionan las estrellas magnéticas durante largos períodos de tiempo, ya que una geometría de campo magnético más compleja cambiará la velocidad a la que se espera que los campos magnéticos se desvanezcan con el tiempo. Además, las teorías de que las ráfagas de radio rápidas podrían surgir de las estrellas magnéticas deberían explicar los pulsos de radio que probablemente se originen en múltiples sitios activos dentro de sus campos magnéticos.

Capturar los giros entre los polos magnéticos en acción también puede brindar la primera oportunidad de mapear el campo magnético de una estrella magnética.

“El telescopio Parkes estará observando de cerca el magnetar durante el próximo año”, dice el científico del estudio y coautor Simon Johnston, de Astronomía y Ciencias Espaciales de CSIRO.