Зафіксовано високочастотні коливання у гігантському виверженні нейтронної зорі

Міжнародній науковій групі вдалося вперше виміряти коливання яскравості магнетара під час його найжорстокіших моментів. Всього за десяту частку секунди магнетар випустив енергію, еквівалентну тій, яку виробляє Сонце за 100 000 років.

Про це розповідають в Університеті Валенсії (Іспанія), передають OstanniPodii.com.

Серед нейтронних зір, об'єктів, які можуть містити півмільйона мас Землі при діаметрі близько 20 кілометрів, існують магнетари — невелика група з найінтенсивнішими магнітними полями зі всіх відомих. Ці об’єкти, а їх відомо лише 30, страждають від сильних вивержень, які досі маловідомі через їхній несподіваний характер та тривалість у ледь чи десяті частки секунди. Їх виявлення є складним завданням для науки та техніки.

Протягом останніх 20 років вчені вдавалися в питання, чи існують високочастотні коливання в магнетарах.

Команда нещодавно опублікувала своє дослідження виверження магнетара в журналі Nature. Їм вдалося виміряти коливання яскравості магнетара в його найжорстокіші моменти. Ці епізоди є вирішальним компонентом для розуміння гігантських вивержень магнетарів.

Надяскравий магнетар

«Навіть у неактивному стані магнетари можуть бути у 100 000 разів яскравішими, ніж наше Сонце, але у випадку спалаху, який ми вивчали — GRB2001415 — енергія, яка виділяється, еквівалентна тій, яку випромінює наше Сонце за 100 000 років», - каже провідний дослідник Альберто Дж. Кастро-Тірадо з Інституту астрофізики Андалусії.

«Вибух магнетара, який тривав приблизно десяту частку секунди, був виявлений 15 квітня 2020 року в розпал пандемії», – каже Віктор Реглеро, професор астрономії та астрофізики Університету Валенсії, науковий співробітник Лабораторії обробки зображень, співавтор статті та один з архітекторів ASIM — інструменту на борту Міжнародної космічної станції (МКС), який виявив виверження. «Відтоді ми провели дуже інтенсивну роботу з аналізу даних, оскільки це була нейтронна зоря з магнітною індукцією 10^16 Гаусів і розташована в іншій галактиці. Справжній космічний монстр», - каже Реглеро.

Вчені вважають, що виверження магнетарів можуть бути пов’язані з нестабільністю їх магнітосфери або через свого роду “землетруси”, що виникають у їхній корі — жорсткому та пружному шарі товщиною близько кілометра. «Незалежно від тригера, у магнітосфері зірки створюється хвилі альфвенського типу, які добре відомий на Сонці та які взаємодіють одна з одною, розсіюючи енергію», — пояснює Альберто Дж. Кастро-Тірадо.

Новини за подібною темою:

		В нашій галактиці знайдено таємничий об′єкт, який може бути найлегшою чорною дірою, або найважчою нейтронною зорею
		Отримано нові докази наявності ядер з кваркової матерії в масивних нейтронних зорях
		У вимірюванні розширення Всесвіту можуть допомогти зіткнення нейтронних зір

Згідно з дослідженням, коливання, виявлені під час виверження, узгоджуються з випромінюванням, що виникає внаслідок взаємодії хвиль Альфвена, енергія яких швидко поглинається корою. Таким чином, за кілька мілісекунд процес магнітного перез’єднання закінчується, а отже й імпульси, виявлені в GRB2001415, які зникли через 3,5 мілісекунди після основного сплеску. Аналіз цього явища дозволив оцінити, що об’єм виверження був подібним або навіть більшим за об’єм самої нейтронної зорі.

Алгоритми виявлення без участі людини

Виверження було виявлено приладом ASIM, який знаходиться на борту МКС. ASIM був єдиним із семи телескопів, здатних зареєструвати основну фазу виверження в його повному діапазоні енергії, не зазнаючи насичення. Науковій команді вдалося розгадати тимчасову структуру події — справді складне завдання, яке включало понад рік аналізу лише двох секунд, протягом яких збиралися дані.

Монітор атмосферно-космічних взаємодій (ASIM) — це місія Європейського космічного агентства, розроблена Данією, Норвегією та Іспанією, яка працює на МКС з 2018 року під керівництвом дослідників з Технічного університету Данії, Університету Бергена, Університету Валенсії.

Метою ASIM є моніторинг агресивних явищ в атмосфері Землі від оптичних до гамма-хвиль з енергією 40 МеВ, і цю діяльність телескоп проводить з червня 2018 року. Він уже виявив 1000 гамма-вивержень. «Враховуючи, що ці явища непередбачувані, ASIM повністю автономно вирішує, коли щось трапилося, і надсилає дані в різні вузли Центру наукових даних у Копенгагені, Бергені та Валенсії», – пояснює Віктор Реглеро.

Виявлення квазіперіодичних коливань в GRB2001415 було досить складним завданням з точки зору аналізу сигналу. «Труднощі полягають у стислості сигналу, амплітуда якого швидко зменшується та стає вбудованою у фоновий шум. І, оскільки це корельований шум, важко розрізнити його сигнал», – говорить Реглеро. Система штучного інтелекту разом зі складними методами аналізу даних дозволили дослідникам виявити це разюче явище.

Хоча ці виверження вже були виявлені у двох з 30 відомих магнетарів у галактиці та в інших, близьких галактиках, GRB2001415 є найвіддаленішим виверженням магнетара, зафіксованим на сьогодні, розташованим у групі галактик Скульптора на відстані приблизно 13 мільйонів світлових років. «Якщо дивитися у перспективі, магнетар ніби хотів вказати нам на своє існування зі своєї космічної самотності, співаючи в кГц із силою Паваротті з мільярда сонць», – говорить Реглеро.

За словами авторів статті, виверження додає важливий компонент до розуміння того, як виникають магнітні напруги в нейтронній зорі та навколо неї. Постійний моніторинг магнетарів у найближчих галактиках допоможе зрозуміти це явище, а також прокладе шлях до кращого розуміння швидких радіосплесків, які зараз є одними з найбільш загадкових явищ в астрономії.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• Нейтронні зорі
• Магнітари