Magnetari synnytti nopean radiopurkauksen (FRB)

Nature -tiedelehdessä on julkaistu kolme tutkimusta Linnunradassa havaitusta nopeasta radiopurkauksesta, jotka tunnetaan paremmin lyhenteellä FRB (Fast Radio Burst). Purkaus havaittiin huhtikuun 28 päivänä tänä vuonna ja se sai tunnuksekseen FRB200428. Julkaistuissa artikkeleissa vahvistettiin aikaisempi näkemys^[1], jonka mukaan radiopurkaukset syntyvät nimenomaan magnetareissa tapahtuvissa flare-purkauksissa.

Taiteilijan näkemys radiopurskeen emittoivasta magnetarista. Kuva Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF.

Huhtikuussa tapahtunut purkaus pystyi myös tunnistamaan purkauksen lähteen ja se osoittautui aikaisemman käsityksen mukaisesti magnetariksi, jonka luettelotunnus on SGR 1935 + 2154. Aikaisemmin huolimatta vahvoista viitteistä purkauksen aiheuttajasta, oli olemassa pieni epäilys purkauksen aiheuttajista.

Havaintoja purkauksesta tehtiin usealla eri menetelmällä. Yhdysvalloissa tutkijan Christopher Bochenek johtama tutkimusryhmä teki havainnot Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2 (STARE2) -laitteistolla ja he raportoivat tutkimusta artikkelissa A fast radio burst associated with a Galactic magnetar [2]. Tässä tutkimuksessa osoitettiin magnetarin sijainti Linnunradassa. Bochenek arvioi, että purkaus oli sen verran voimakas, että tavallisella kännykällä se olisi voitu havaita, jos siinä olisi ollut havaitsemiseen soveltuva ohjelmisto!

Toinen tutkimusryhmä käytti Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) FRB projektin laitteistoa. Tutkimusryhmä julkaisi artikkelin nimellä A bright millisecond-duration radio burst from a Galactic magnetar^[3] .

Kolmas tutkimusryhmä on kiinalainen ja se käytti extremely sensitive Five Hundred Meter Aperture Spherical Telescope (FAST) -radioteleskooppia havintoihin. Tutkiumus otsikoitiin No pulsed radio emission during a bursting phase of a Galactic magnetar^[4].

Näiden tutkimusten valossa magnetarin flaret ovat nopeiden radiopurkausten synnyttäjiä. Flaren aiheuttama shokkiaalto törmää tähteä ympäröivään väliaineeseen ja voimakkaat magneettikentät saavat hyvin nopeat elektronit ja protonit kiertoliikkeeseen ja siten säteilemään radiotaajuuksilla. Lisäksi shokkiaalto lämmittää plasmaa useiden miljoonien asteiden lämpötilaan, jolloin syntyy röntgensäteilyä ja pehmeää gammasäteilyä. Tapahtumaketjun aikana syntyy myös neutriinopurskeita.

 

Huomautukset

[1] Avaruusmagasiinissa on uutisoitu aiheesta aikaisemmin kahdessa artikkelissa:

http://avaruusmagasiini.blogspot.com/2020/05/nopeat-radiopurkaukset-magnetareista.html

http://avaruusmagasiini.blogspot.com/2017/01/tutkijat-loysivat-radiopurskeiden.html

[2] https://www.nature.com/articles/s41586-020-2872-x (maksumuurin takana) ja laaja pdf-formaattissa oleva artikkeli on osoitteessa https://arxiv.org/pdf/2005.10828.pdf.

[3] https://www.nature.com/articles/s41586-020-2863-y (maksumuuri) ja laaja pdf-formaatin raportti on osoitteessa https://arxiv.org/pdf/2005.10324.pdf.

[4] https://www.nature.com/articles/s41586-020-2839-y (maksumuuri) ja tämäkin tutkimusselostus löytyy arxiv-palvelusta mutta toisella nimellä Stringent upper limits on pulsed radio emission during an active bursting phase of the Galactic magnetar SGRJ1935+2154 https://arxiv.org/pdf/2005.11479.pdf.