Istraživanje magnetnog polja izuzetno ultraluminoznog rendgenskog pulsara

Istraživanje magnetnog polja izuzetno ultraluminoznog rendgenskog pulsara

Koristeći NASA-in svemirski brod Svift i ESA-in KSMM-Nevton satelit, astronomi su posmatrali NGC 5907 ULKS1—najsjajniji ultra-svetleći rendgenski pulsar poznat do sada. Rezultati opservacione kampanje, objavljeni 7. februara na serveru za pre-štampanje arKsiv, bacili su više svetla na magnetno polje ovog pulsara.

Ultra-svetleći izvori rendgenskih zraka (ULKS) su tačkasti izvori na nebu koji su toliko svetli u rendgenskim zracima da svaki emituje više zračenja nego što emituje milion sunca na svim talasnim dužinama. Iako su manje svetle od aktivnih galaktičkih jezgara, one su doslednije svetleće od bilo kog poznatog zvezdanog procesa.

Astronomi generalno veruju da su zbog svoje svetlosti većina ULKS-a crne rupe. Međutim, nedavna zapažanja su otkrila da neki ULKS-ovi pokazuju koherentne pulsacije. Ovi izvori, poznati kao ultra-svetleći rendgenski pulsari (ULKSP), su neutronske zvezde obično manje masivne od crnih rupa. Lista poznatih ULP-ova je još uvek relativno kratka; stoga je proučavanje objekata ove klase od suštinskog značaja za istraživače koji istražuju univerzum u rendgenskim zracima.

Dostigavši vršnu svetlost od oko 100 duodeciliona erg/s, NGC 5907 ULKS1 je najsjajniji ULKSP do sada otkriven. Nalazi se na oko 56 miliona svetlosnih godina u Galaksiji Ivica noža (poznatoj i kao NGC 5907). NGC 5907 ULKS1 ima period okretanja od približno 1,14 sekundi i poznat je po brzom okretanju tokom uključenog stanja. Međutim, još uvek se vrlo malo zna o magnetnom polju ovog pulsara jer neke studije sugerišu da ima multipolarno magnetno polje jačine koja dostiže 100 triliona Gausa, dok druge ukazuju na događaj magnetnog polja 1.000 puta slabiji.

Stoga, da bi bacio više svetla na magnetno polje NGC 5907 ULKS1, tim astronoma predvođen Feliksom Fuerstom iz Evropskog centra za svemirsku astronomiju (ESAC) u Madridu, Španija, analizirao je Svift i KSMM-Nevton podatke iz dugotrajno praćenje (između 2003. i 2022.) fluksa rendgenskih zraka pulsara i perioda pulsa.

Studija je otkrila da je NGC 5907 ULKS1 bio u isključenom ili niskom stanju između sredine 2017. i sredine 2020. godine. Tokom ovog van-stanja sekularni trend okretanja se preokrenuo, a period rotacije neutronske zvezde se značajno usporio. Nakon što je isključeno stanje završeno, spin-up je nastavljen, međutim, nižom stopom nego ranije.

Istraživači su koristili različite metode za procenu magnetnog polja neutronske zvezde, bilo na osnovu snage okretanja nagore ili nadole.

„Najveća procena jačine magnetnog polja u našim podacima je ≈ 2,5 × 10 13 G, dok za rešenje niskog B-polja nalazimo vrednosti od čak 2 × 10 12 G. Iako na osnovu ovih brojeva ne možemo da razlikujemo koji magnetno polje je prisutno u stvarnosti, primećujemo da bismo za polje od ∼10 12 G očekivali da vidimo karakteristiku ciklotronskog rezonantnog rasejanja (CRSF) oko 12 keV, što do sada nije primećeno u spektru“, autori objasnio je list.

Astronomi su takođe procenili jačinu magnetnog polja na osnovu spin-dovn tokom van stanja između 2017-2019 i otkrili da je na nivou od 25 triliona Gausa. Oni su primetili da generalno, svi rezultati ukazuju na smer magnetnog polja jačine od najmanje nekoliko triliona Gausa u NGC 5907 ULKS1. Ovo ukazuje na to da pulsar raste veoma velikom brzinom.