Astronom menemukan 'angin nebula' pertama di sekitar magnetar

A Stone to Rest Your Head/Total Onslaught- Sebuah Batu Tempat Beristirahat Kepalamu (INDONESIAN) (Juni 2019).

Anonim

Astronom telah menemukan awan besar partikel berenergi tinggi yang disebut angin nebula di sekitar bintang neutron ultra-magnetik langka, atau magnetar, untuk pertama kalinya. Temuan ini menawarkan jendela unik ke dalam properti, lingkungan dan ledakan sejarah magnetar, yang merupakan magnet terkuat di alam semesta.

Bintang neutron adalah inti yang hancur dari bintang masif yang kehabisan bahan bakar, jatuh di bawah beratnya sendiri, dan meledak sebagai supernova. Masing-masing memadatkan massa setara setengah juta Bumi menjadi bola hanya 12 mil (20 kilometer) di seberang, atau sekitar panjang New York Manhattan Island. Bintang neutron paling sering ditemukan sebagai pulsar, yang menghasilkan radio, cahaya tampak, sinar-X dan sinar gamma di berbagai lokasi di medan magnet sekitarnya. Ketika sebuah pulsar memutar daerah-daerah ini ke arah kita, para astronom mendeteksi pancaran emisi, itulah namanya.

Medan magnet pulsar yang khas bisa 100 miliar hingga 10 triliun kali lebih kuat dari Bumi. Medan magnetar mencapai kekuatan yang ribuan kali lebih kuat, dan para ilmuwan tidak tahu detail bagaimana mereka diciptakan. Dari sekitar 2.600 bintang neutron yang diketahui, hingga saat ini hanya 29 yang diklasifikasikan sebagai magnetar.

Nebula yang baru ditemukan ini mengelilingi magnetar yang dikenal sebagai Swift J1834.9-0846-J1834.9 untuk jangka pendek - yang ditemukan oleh satelit Swift NASA pada 7 Agustus 2011, saat ledakan sinar X singkat. Para astronom menduga objek ini terkait dengan sisa supernova W41, yang terletak sekitar 13.000 tahun cahaya di konstelasi Scutum menuju bagian tengah galaksi kita.

"Saat ini, kita tidak tahu bagaimana J1834.9 dikembangkan dan terus mempertahankan nebula angin, yang sampai sekarang adalah struktur yang hanya terlihat di sekitar pulsar muda, " kata pemimpin peneliti George Younes, peneliti postdoctoral di George Washington University di Washington.. "Jika proses di sini mirip, maka sekitar 10 persen dari kehilangan energi rotasi magnetar adalah menyalakan cahaya nebula, yang akan menjadi efisiensi tertinggi yang pernah diukur dalam sistem seperti itu."

Sebulan setelah penemuan Swift, tim yang dipimpin oleh Younes mengambil pandangan lain di J1834.9 menggunakan observatorium X-Rayon XA-Newton milik Badan Antariksa Eropa, yang mengungkapkan cahaya miring yang tidak biasa sekitar 15 tahun cahaya di pusat pada magnetar. Pengamatan XMM-Newton baru pada bulan Maret dan Oktober 2014, ditambah dengan data arsip dari XMM-Newton dan Swift, mengkonfirmasi cahaya yang diperluas ini sebagai nebula angin pertama yang diidentifikasi di sekitar magnetar. Sebuah makalah yang menjelaskan analisis akan diterbitkan oleh The Astrophysical Journal.

"Bagi saya pertanyaan yang paling menarik adalah, mengapa ini satu-satunya magnetar dengan nebula? Begitu kita tahu jawabannya, kita mungkin bisa memahami apa yang membuat magnetar dan apa yang membuat pulsar biasa, " kata rekan penulis Chryssa Kouveliotou, seorang profesor di Departemen Fisika di Kolese Seni dan Ilmu Pengetahuan Columbus, George Washington University.

Angin nebula yang paling terkenal, ditenagai oleh pulsar yang berumur kurang dari seribu tahun, terletak di jantung sisa Nebula supernova Crab di rasi bintang Taurus. Pulsar muda seperti ini berputar cepat, seringkali lusinan kali dalam satu detik. Rotasi cepat pulsar dan medan magnet yang kuat bekerja bersama untuk mempercepat elektron dan partikel lain ke energi yang sangat tinggi. Hal ini menciptakan arus keluar astronom yang memanggil angin pulsar yang berfungsi sebagai sumber partikel yang membentuk nebula angin.

"Membuat angin nebula membutuhkan fluks partikel besar, serta beberapa cara untuk membotolkan aliran keluar sehingga tidak hanya mengalir ke ruang angkasa, " kata rekan penulis Alice Harding, astrofisikawan di NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland.. "Kami pikir cangkang meluas dari sisa supernova berfungsi sebagai botol, membatasi aliran keluar selama beberapa ribu tahun. Ketika cangkang sudah cukup berkembang, itu menjadi terlalu lemah untuk menahan partikel, yang kemudian bocor dan nebula memudar.. " Ini secara alami menjelaskan mengapa angin nebula tidak ditemukan di antara pulsar yang lebih tua, bahkan mereka yang mendorong arus keluar yang kuat.

Sebuah pulsar menyentuh energi rotasinya untuk menghasilkan cahaya dan mempercepat angin pulsarnya. Sebaliknya, ledakan magnetar didukung oleh energi yang tersimpan di medan magnet super kuat. Ketika lapangan tiba-tiba berubah menjadi keadaan energi rendah, energi ini tiba-tiba dilepaskan dalam ledakan sinar-X dan sinar gamma. Jadi sementara magnetar mungkin tidak menghasilkan angin kencang dari angin pulsar yang khas, selama ledakan mereka mampu menghasilkan gelombang singkat partikel yang dipercepat.

"Nebula di sekitar J1834.9 menyimpan aliran energi magnetar atas seluruh sejarah aktifnya, mulai ribuan tahun yang lalu, " kata anggota tim Jonathan Granot, seorang profesor di Departemen Ilmu Pengetahuan Alam di Universitas Terbuka di Ra'anana, Israel. "Ini merupakan kesempatan unik untuk mempelajari aktivitas sejarah magnetar, membuka taman bermain baru bagi para ahli teori seperti saya."

Satelit XMM-Newton milik ESA diluncurkan pada 10 Desember 1999, dari Kourou, Guyana Prancis, dan terus melakukan pengamatan. NASA mendanai elemen paket instrumen XMM-Newton dan menyediakan Fasilitas Pengamat Tamu NASA di Goddard, yang mendukung penggunaan observatorium oleh para astronom AS.

menu
menu