Volkan benzeri patlama, manyetarın yavaşlamasına neden olmuş olabilir

5 Ekim 2020’de, Dünya’dan yaklaşık 30.000 ışıkyılı uzaklıkta, çoktan ölmüş bir yıldızın hızla dönen cesedi hız değiştirdi. Kozmik bir anda dönüşü yavaşladı. Ve birkaç gün sonra aniden radyo dalgaları yaymaya başladı.

Yörüngedeki özel teleskoplardan alınan zamanında yapılan ölçümler sayesinde, Rice Üniversitesi astrofizikçisi Matthew Baring ve meslektaşları, son derece manyetik bir tür olan SGR 1935+2154’ün nadir görülen yavaşlamasının veya “anti-glitch”inin olası bir nedeni hakkında yeni bir teoriyi test edebildiler. magnetar olarak bilinen nötron yıldızı.

bir çalışmada bu ay yayınlandı içinde Doğa AstronomisiBaring ve ortak yazarlar, Avrupa Uzay Ajansı’nın X-ray Çoklu Ayna Misyonundan (XMM-Newton) ve NASA’nın Neutron Star Interior Composition Explorer (DAHA GÜZEL) magnetarın dönüşünü analiz etmek için. Ani yavaşlamanın, yıldızın yüzeyinde büyük parçacıklardan oluşan bir “rüzgarı” uzaya püskürten volkan benzeri bir kırılmadan kaynaklanabileceğini gösterdiler. Araştırma, böyle bir rüzgarın yıldızın manyetik alanlarını nasıl değiştirebileceğini, daha sonra Çin’in Beş Yüz Metrelik Açıklıklı Küresel Teleskobu tarafından ölçülen radyo emisyonlarını açması muhtemel tohumlama koşullarını nasıl değiştirebileceğini belirledi (HIZLI).

Fizik ve astronomi profesörü Baring, “İnsanlar, nötron yıldızlarının yüzeylerinde volkanlara eşdeğer olabileceğini düşünüyor” dedi. “Bulgularımız, durumun böyle olabileceğini ve bu durumda, kırılmanın büyük olasılıkla yıldızın manyetik kutbunda veya yakınında olduğunu gösteriyor.”

SGR 1935+2154 ve diğer magnetarlar, bir tür nötron yıldızıdır, ölü bir yıldızın yoğun yerçekimi altında çökmüş kompakt kalıntılarıdır. Yaklaşık bir düzine mil genişliğinde ve bir atomun çekirdeği kadar yoğun olan magnetarlar, birkaç saniyede bir dönerler ve evrendeki en yoğun manyetik alanlara sahiptirler.

Magnetarlar, X ışınları ve ara sıra radyo dalgaları ve gama ışınları dahil olmak üzere yoğun radyasyon yayarlar. Gökbilimciler, bu emisyonlardan olağandışı yıldızlar hakkında pek çok şeyi deşifre edebilirler. Örneğin fizikçiler, X-ışınlarının darbelerini sayarak bir magnetarın dönme periyodunu veya Dünya’nın bir günde yaptığı gibi bir tam dönüş yapmak için geçen süreyi hesaplayabilirler. Magnetarların dönme periyotları tipik olarak yavaşça değişir ve saniyede tek bir dönüşle yavaşlaması on binlerce yıl alır.

Baring, aksaklıkların genellikle yıldızın derinliklerindeki ani kaymalardan kaynaklanan dönme hızındaki ani artışlar olduğunu söyledi.

“Çoğu aksaklıkta, titreşim süresi kısalıyor, bu da yıldızın eskisinden biraz daha hızlı döndüğü anlamına geliyor” dedi. “Ders kitabı açıklamasına göre, yıldızın dış, mıknatıslanmış katmanları zamanla yavaşlar, ancak iç, manyetize olmayan çekirdek yavaşlamaz. Bu, bu iki bölge arasındaki sınırda bir gerilim birikmesine ve bir aksaklık sinyaline yol açar. daha hızlı dönen çekirdekten daha yavaş dönen kabuğa ani bir dönme enerjisi transferi.”

Magnetarların ani dönüş yavaşlamaları çok nadirdir. Gökbilimciler, Ekim 2020 olayı da dahil olmak üzere yalnızca üç “anti-glitch” kaydetti.

Aksaklıklar rutin olarak yıldızın içindeki değişikliklerle açıklanabilirken, anti-glitches muhtemelen açıklanamaz. Baring’in teorisi, bunların yıldızın yüzeyindeki ve etrafındaki uzaydaki değişikliklerden kaynaklandığı varsayımına dayanmaktadır. Yeni makalede, o ve ortak yazarları, Ekim 2020 anti-glitch’ten ölçülen sonuçları açıklamak için volkan kaynaklı bir rüzgar modeli oluşturdular.

Baring, modelin dönme yavaşlamasını hesaba katmak için yalnızca standart fiziği, özellikle açısal momentumdaki değişiklikleri ve enerjinin korunumunu kullandığını söyledi.

“Yıldızdan birkaç saat yayılan güçlü, büyük bir parçacık rüzgarı, dönüş periyodunun düşmesi için koşulları oluşturabilir” dedi. “Hesaplamalarımız, böyle bir rüzgarın nötron yıldızı dışındaki manyetik alanın geometrisini değiştirme gücüne sahip olacağını gösterdi.”

Rüptür volkan benzeri bir oluşum olabilir, çünkü “X-ışını titreşiminin genel özellikleri muhtemelen rüzgarın yüzeydeki yerel bir bölgeden fırlatılmasını gerektiriyor” dedi.

“Ekim 2020 etkinliğini benzersiz kılan şey, anti-glitch’ten sadece birkaç gün sonra magnetardan hızlı bir radyo patlaması olması ve kısa bir süre sonra darbeli, geçici radyo emisyonunun açılmasıdır” dedi. “Yalnızca bir avuç geçici darbeli radyo manyetarını gördük ve bu, bir anti-glitch ile neredeyse eş zamanlı bir magnetarın radyo açılmasını ilk kez görüyoruz.”

Baring, bu zamanlama çakışmasının, arıza önleyici ve radyo emisyonlarının aynı olaydan kaynaklandığını öne sürdüğünü ve volkanizma modeliyle ilgili ek çalışmaların daha fazla cevap sağlayacağını umduğunu savundu.

“Rüzgar yorumu, radyo emisyonunun neden devreye girdiğini anlamak için bir yol sağlıyor” dedi. “Daha önce sahip olmadığımız yeni bilgiler sağlıyor.”