Przejdź do treści

Wykrycie pulsacji magnetara Swift J1818.0-1607 na dwóch częstotliwościach radiowych

Antena Sieci Deep Space Network

Swift J1818.0-1607 to ciekawy magnetar radiowy, który został niedawno odkryty za pomocą instrumentu BAT na pokładzie orbitalnego Obserwatorium Swift - bezpośrednio po wykryciu rozbłysku rentgenowskiego pochodzącego z jego okolic, 12 marca 2020 r. Późniejsze obserwacje rentgenowskie i radiowe ujawniły jego pulsacje, pojawiające się z okresem 1,36 sekundy i obserwowane w szerokim zakresie długości fal elektromagnetycznych.

Naukowcy donoszą, że rejestrowane przez nich widmo radiowe magnetara Swift J1818.0-1607 uległo znacznemu spłaszczeniu. Wiadomo o tym dzięki jednoczesnym obserwacjom tego magnetara w zakresie radiowym 2,3 i 8,4 GHz, przeprowadzonym za pomocą radioteleskopu DSS-63 o średnicy 70 metrów, należącego do słynnej sieci Deep Space Network. Indeks widmowy między tymi dwoma pasmami częstotliwości zmienił się wówczas z -1,9 (stan z 8 kwietnia 2020 r.) do aż +0,3 - dla 15 lipca 2020 r. Sugeruje to tak zwane odwrócone widmo radiowe, stanowiące dość charakterystyczną cechę galaktycznych magnetarów radiowych, które obecnie wyraźnie potwierdza, że magnetar Swift J1818.0-1607 jest rzeczywiście najnowszym znalezionym członkiem tej rzadkiej klasy pulsarów.

Satelita Swift dostrzegł ów młody obiekt 12 marca tego roku, dzięki jego bardzo silnej emisji w zakresie promieni rentgenowskich. Dalsze badania, przeprowadzone z udziałem obserwatorium XMM-Newton (ESA) i teleskopu NuSTAR (NASA), ujawniły jeszcze więcej cech fizycznych tej gwiazdy neutronowej. Część z nich została wykorzystana do oszacowania jej wieku.

Późniejsze jeszcze pomiary częstotliwości spinu (w tym przypadku: obrotu wokół własnej osi) tego magnetara i pochodnej jego częstotliwości rotacyjnej sugerują, że jest to obiekt bardzo młody, liczący sobie około 310 lat. To, co jeszcze ciekawsze, wiek porównywalny z wiekiem innych znanych magnetarów galaktycznych.

Pod koniec sierpnia 2020 r. zespół naukowy przedstawił z kolei wyniki obserwacji radiowych Swift J1818.0-1607, wykonanych z pomocą DSS-35 - jednego z 34-metrowych radioteleskopów sieci Deep Space Network zlokalizowanych w Canberze (Australia), już po zaobserwowaniu spłaszczenia widmowego tego ciekawego radioźródła. Dane na temat jego polaryzacji kołowej zostały zarejestrowane jednocześnie na 8,3 GHz (radiowe pasmo X) i 31,9 GHz (pasmo Ka), 10 sierpnia, z rozdzielczością czasową i częstotliwościową wynoszącą odpowiednio ok. 512 mikrosekund i 1 MHz. Czas trwania obserwacji wyniósł blisko 1,6 godziny. Impulsową emisję radiową wykryto w obu badanych pasmach częstotliwości. Częstotliwość obrotową magnetara oszacowano następnie na podstawie tych dwu częstotliwościowych obserwacji na 0,73309715 Hz. Złożone profile tych impulsów, pokazujące czasową zmienność emisji radiowej magnetara podczas tych krótkich obserwacji, prezentuje poniższy wykres.

 

Złożone profile impulsów emisji radiowej obiektu Swift J1818.0-1607

 

Ilustracja: Złożone profile impulsów emisji radiowej obiektu Swift J1818.0-1607, wykrytej 10 sierpnia 2020 r., jednocześnie w paśmie X (po lewej) i paśmie Ka (po prawej), przy użyciu stacji odbiorczej DSS-35 w Canberze. Górne panele pokazują zintegrowane profile impulsów w każdym paśmie częstotliwości, a dolne panele - czasową zmienność tej emisji radiowej magnetara podczas 1,6-godzinnych obserwacji. Źródło: Astro.caltech.edu.

Średnia gęstość strumienia radiowego magnetara na 8,3 i 31,9 GHz wynosi odpowiednio 0,7 mJy i 0,41 mJy. Zakładając, że gęstość strumienia zmienia się w tym przypadku w klasyczny sposób potęgowy, można zauważyć, że indeks widmowy między tymi dwoma pasmami częstotliwości jest równy -0,4. Ten wynik sugeruje, że widmo radiowe magnetara może być "odwrócone" przy wysokich częstotliwościach. Zaobserwowane, ale być może jedynie pozorne postromienie jego widma radiowego w kierunku wysokich częstotliwości, z niewielkim tylko prawdopodobieństwem można przypisać zmienności gęstości strumienia magnetara w paśmie X, ponieważ wyznaczona w tych obserwacjach wartość strumienia radiowego w paśmie X jest zgodna z jego poprzednimi pomiarami sprzed zaledwie kilku dni!

Autorzy badań wskazują jednak na potrzebę prowadzenia dalszych obserwacji radiowych Swift J1818.0-1607 w szerokim zakresie fal radiowych, celem dokładniejszego scharakteryzowania jego zmienności czasowej.


Czytaj więcej:


Źródło: Astronomer's Telegram

Opracowanie: Elżbieta Kuligowska

Na zdjęciu: Antena Sieci Deep Space Network. Źródło: NASA.

Reklama