Όταν τα αστέρια φτάσουν στο τέλος της κύριας ακολουθίας τους, υφίστανται μια βαρυτική κατάρρευση, εκτοξεύοντας τα εξώτατα στρώματά τους σε μια έκρηξη σουπερνόβα. Αυτό που μένει μετά είναι ένας πυκνός, περιστρεφόμενος πυρήνας που αποτελείται κυρίως από νετρόνια (γνωστό και ως αστέρι νετρονίων), εκ των οποίων μόνο 3000 είναι γνωστό ότι υπάρχουν στον Γαλαξία μας. Ένα ακόμη πιο σπάνιο υποσύνολο αστεριών νετρονίων είναι μαγνήτες, μόνο δύο δωδεκάδες από τα οποία είναι γνωστά στον γαλαξία μας.
Αυτά τα αστέρια είναι ιδιαίτερα μυστηριώδη, έχοντας εξαιρετικά ισχυρά μαγνητικά πεδία που είναι αρκετά ισχυρά για να τα χωρίσουν. Και χάρη σε μια νέα μελέτη μιας ομάδας διεθνών αστρονόμων, φαίνεται ότι το μυστήριο αυτών των αστεριών έχει βαθαίνει ακόμη περισσότερο. Χρησιμοποιώντας δεδομένα από μια σειρά παρατηρητηρίων ραδιοφώνου και ακτίνων Χ, η ομάδα παρατήρησε ένα μαγνητάρι πέρυσι που ήταν αδρανές για περίπου τρία χρόνια και τώρα συμπεριφέρεται κάπως διαφορετικά.
Η μελέτη, με τίτλο «Revival of the Magnetar PSR J1622–4950: Παρατηρήσεις με το MeerKAT, Parkes, XMM-Νιούτον, Ταχύς, Τσάντρα, και ΝΟΥΣΤΑΡ", Εμφανίστηκε πρόσφατα στο Η Αστροφυσική Εφημερίδα. Την ομάδα καθοδήγησε ο Δρ Fernando Camilo - ο επικεφαλής επιστήμονας στο Παρατηρητήριο Ραδιοαστρονομικής Αστρονομίας της Νότιας Αφρικής (SARAO) - και περιελάμβανε πάνω από 200 μέλη από πολλά πανεπιστήμια και ερευνητικά ιδρύματα από όλο τον κόσμο.
Οι μαγνήτες ονομάζονται έτσι επειδή τα μαγνητικά τους πεδία είναι έως και 1000 φορές ισχυρότερα από αυτά των συνηθισμένων παλλόμενων αστεριών νετρονίων (γνωστά και ως πάλσαρ). Η ενέργεια που σχετίζεται με αυτά τα πεδία είναι τόσο ισχυρή που σχεδόν διασπά το αστέρι, προκαλώντας τα να είναι ασταθή και να εμφανίζουν μεγάλη μεταβλητότητα όσον αφορά τις φυσικές τους ιδιότητες και τις ηλεκτρομαγνητικές εκπομπές.
Ενώ όλοι οι μαγνήτες είναι γνωστό ότι εκπέμπουν ακτίνες Χ, μόνο τέσσερις ήταν γνωστό ότι εκπέμπουν ραδιοκύματα. Ένα από αυτά είναι το PSR J1622-4950 - ένα μαγνητάρι που βρίσκεται περίπου 30.000 έτη φωτός από τη Γη. Από τις αρχές του 2015, αυτός ο μαγνήτης ήταν σε αδρανή κατάσταση. Ωστόσο, όπως έδειξε η ομάδα στη μελέτη τους, οι αστρονόμοι που χρησιμοποίησαν το Τηλεσκόπιο CSIRO Parkes στην Αυστραλία σημείωσαν ότι ενεργοποιήθηκε ξανά στις 26 Απριλίου 2017.
Εκείνη την εποχή, ο μαγνήτης εκπέμπει φωτεινούς ραδιο παλμούς κάθε τέσσερα δευτερόλεπτα. Λίγες μέρες αργότερα, ο Parkes έκλεισε ως μέρος μιας προγραμματισμένης ρουτίνας συντήρησης διάρκειας ενός μηνός. Περίπου την ίδια στιγμή, το τηλεσκόπιο MeerKAT της Νότιας Αφρικής άρχισε να παρακολουθεί το αστέρι, παρά το γεγονός ότι ήταν ακόμη υπό κατασκευή και μόνο 16 από τα 64 ραδιοφωνικά πιάτα ήταν διαθέσιμα. Ο Δρ Fernando Camilo περιγράφει την ανακάλυψη σε ένα πρόσφατο δελτίο τύπου της SKA Νότια Αφρική:
«Οι παρατηρήσεις του MeerKAT αποδείχτηκαν κρίσιμες για να κατανοήσουν τα λίγα φωτόνια ακτίνων Χ που τραβήξαμε με τα τηλεσκόπια σε τροχιά της NASA - για πρώτη φορά ανιχνεύθηκαν παλμοί ακτίνων Χ από αυτό το αστέρι, κάθε 4 δευτερόλεπτα. Συνολικά, οι παρατηρήσεις που αναφέρθηκαν σήμερα μας βοηθούν να αναπτύξουμε μια καλύτερη εικόνα της συμπεριφοράς της ύλης σε απίστευτα ακραίες φυσικές συνθήκες, εντελώς αντίθετα με οποιαδήποτε που μπορεί να βιώσει στη Γη ».
Αφού έγιναν οι αρχικές παρατηρήσεις από τα παρατηρητήρια Parkes και MeerKAT, διεξήχθησαν παρατηρήσεις παρακολούθησης χρησιμοποιώντας το διαστημικό παρατηρητήριο ακτίνων Χ XMM-Newton, το Swift Gamma-Ray Burst Mission, το Παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra και το Nuclear Spectroscopic Telescope Array (ΝΥΣΤΑΡ). Με αυτές τις συνδυασμένες παρατηρήσεις, η ομάδα σημείωσε μερικά πολύ ενδιαφέροντα πράγματα για αυτό το μαγνητάριο.
Κατ 'αρχάς, διαπίστωσαν ότι η πυκνότητα ραδιοσυχνοτήτων του PSR J1622-4950, ενώ ήταν μεταβλητή, ήταν περίπου 100 φορές μεγαλύτερη από αυτήν που ήταν κατά την αδρανή κατάσταση. Επιπλέον, η ροή ακτίνων Χ ήταν τουλάχιστον 800 φορές μεγαλύτερη ένα μήνα μετά την επανενεργοποίηση, αλλά άρχισε να αποσυντίθεται εκθετικά κατά τη διάρκεια μιας περιόδου 92 έως 130 ημερών. Ωστόσο, οι ραδιοφωνικές παρατηρήσεις σημείωσαν κάτι στη συμπεριφορά του μαγνήτη που ήταν αρκετά απροσδόκητο.
Ενώ η συνολική γεωμετρία που συνάγεται από τις εκπομπές ραδιοσυχνοτήτων του PSR J1622-4950 ήταν σύμφωνη με αυτό που είχε καθοριστεί αρκετά χρόνια πριν, οι παρατηρήσεις τους έδειξαν ότι οι ραδιοεκπομπές προέρχονταν τώρα από διαφορετική θέση στη μαγνητόσφαιρα. Αυτό πάνω απ 'όλα υποδεικνύει πώς οι εκπομπές ραδιοφώνου από μαγνήτες θα μπορούσαν να διαφέρουν από τους συνηθισμένους πάλσαρ.
Αυτή η ανακάλυψη έχει επίσης επικυρώσει το Παρατηρητήριο MeerKAT ως ερευνητικό όργανο παγκόσμιας κλάσης. Αυτό το παρατηρητήριο είναι μέρος του Square Kilometer Array (SKA), του έργου πολλαπλών ραδιοτηλεσκοπίων που κατασκευάζει το μεγαλύτερο ραδιοτηλεσκόπιο στον κόσμο στην Αυστραλία, τη Νέα Ζηλανδία και τη Νότια Αφρική. Από την πλευρά του, το MeerKAT χρησιμοποιεί 64 ραδιο κεραίες για να συλλέξει ραδιο εικόνες του Σύμπαντος για να βοηθήσει τους αστρονόμους να κατανοήσουν πώς εξελίχθηκαν οι γαλαξίες με την πάροδο του χρόνου.
Δεδομένου του τεράστιου όγκου δεδομένων που συλλέγονται από αυτά τα τηλεσκόπια, το MeerKAT βασίζεται τόσο στην τεχνολογία αιχμής όσο και σε μια ομάδα εξειδικευμένων χειριστών. Όπως ανέφερε ο Abbott, «έχουμε μια ομάδα από τους πιο λαμπρούς μηχανικούς και επιστήμονες στη Νότια Αφρική και τον κόσμο που εργάζονται στο έργο, επειδή τα προβλήματα που πρέπει να λύσουμε είναι εξαιρετικά προκλητικά και προσελκύουν τα καλύτερα».
Ο καθηγητής Phil Diamond, Γενικός Διευθυντής του Οργανισμού SKA που ηγείται της ανάπτυξης του Square Kilometer Array, εντυπωσιάστηκε επίσης από τη συμβολή της ομάδας MeerKAT. Όπως δήλωσε σε δελτίο τύπου της SKA:
«Μπράβο στους συναδέλφους μου στη Νότια Αφρική για αυτό το εξαιρετικό επίτευγμα. Η κατασκευή τέτοιων τηλεσκοπίων είναι εξαιρετικά δύσκολη και αυτή η δημοσίευση δείχνει ότι το MeerKAT ετοιμάζεται για επιχειρήσεις. Ως ένα από τα πρόδρομα τηλεσκόπια SKA, αυτό είναι καλό για το SKA. Το MeerKAT τελικά θα ενσωματωθεί στη Φάση 1 του SKA-mid τηλεσκοπίου, φέρνοντας τα 197 συνολικά πιάτα στη διάθεσή μας σε 197, δημιουργώντας το πιο ισχυρό ραδιο τηλεσκόπιο στον πλανήτη ».
Όταν το SKA συνδεθεί στο διαδίκτυο, θα είναι ένα από τα ισχυρότερα επίγεια τηλεσκόπια στον κόσμο και περίπου 50 φορές πιο ευαίσθητο από οποιοδήποτε άλλο ραδιοφωνικό όργανο. Μαζί με άλλα επίγεια εδάφη και διαστημικά τηλεσκόπια, τα πράγματα που θα αποκαλύψει για το Σύμπαν μας και πώς εξελίχθηκε με την πάροδο του χρόνου αναμένεται να είναι πραγματικά πρωτοποριακά.
Περαιτέρω Διαβάζοντας: SKA Africa, ΣΚΑ, Η Αστροφυσική Εφημερίδα
