2009.01.15. - Megmérték egy újabb magnetár forgási periódusát

Az XMM-Newton röntgenteleszkóp megfigyelései alapján sikerült meghatározni egy újabb magnetár tengelyforgási idejét, így az alig egy tucatnyi egzotikus objektum mindegyikének van immár becsült rotációs periódusa.

A magnetárok olyan neutroncsillagok, melyek mágneses tere kiugróan erős a többi neutroncsillagéhoz viszonyítva, a térerősség akár három nagyságrenddel is meghaladhatja a szokásos, egyébként más, csillagok esetében előforduló mágneses terekhez képest szintén nagy térerősségeket. Az elnevezésüket is ezen tulajdonságuk alapján kapták. A jelenleg ismert képviselők száma nem túl nagy, mindössze 16. Ezek közül 6 az ún. SGR-ek (Soft Gamma-ray Repeaters, ismétlődő lágyröntgen-kitörők) közé tartozik, kettő egyelőre csak jelölt státuszban, míg 10 az ún. AXP-k (Anomalous X-ray Pulsars, anomális röntgenpulzárok) csoportjába, közülük egy tagsága még bizonytalan. Az SGR-ek egyike a Nagy Magellán Felhő, a többi a Tejútrendszer tagja. Közös jellemzőjük, hogy nagytömegű csillagok magjának szupernóva-robbanás közbeni összeroskadása során jöttek létre, méretük 10 és 30 km közötti, tömegük pedig a Napénak körülbelül kétszerese.

Fantáziarajz egy magnetárról.
[Sky & Telescope, Gregg Dinderman]

Az SGR 1627-41 katalógusjellel ellátott objektumot 1998-ban fedezték fel a NASA Compton űrobszervatóriumával, mikor egy hat hetes periódus alatt körülbelül száz rövid felfénylést (flert) produkálva először hírt adott magáról. Sajnos akkor elhalványodott, mielőtt röntgenmérésekkel a forgási periódusát meg tudták volna állapítani, így az SGR-ek között egyedüli volt, melynek ez az adata nem volt ismert. 2008. május 28-án azonban ismét aktívvá vált, ekkor viszont az égbolt adott területe mintegy négy hónapon keresztül nem volt elérhető a röntgenteleszkópok számára, így várni kellett, amíg a Föld a pályáján olyan helyzetbe kerül, hogy az SGR 1627-41 újra észlelhető lesz. Ezen idő alatt azonban a forrás ismét elkezdett halványodni. Szerencsére 2008. szeptember végén, mikor megfigyelésre alkalmas lett az égi pozíciója, röntgenfényessége még elegendő volt ahhoz, hogy az XMM-Newton teleszkóp érzékeny EPIC műszerével detektálni lehessen.

Egy kutatócsoport, melynek vezetője Paolo Esposito (INAF/Instituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica, Milan) volt, el is végezte a szükséges méréseket, melyek eredményeként megállapították, hogy rotációs periódusa 2,6 másodperc, amivel a második leggyorsabban forgó magnetár.

Az SGR 1627-41 körüli terület hamisszínes röntgenképe. A vörös színnel jelölt emisszió forrása a magnetárt létrehozó nagytömegű csillag robbanásának pormaradványa. A por által lefedett terület nagyobb, mint azt a korábbi rádióészlelések alapján gondolták.
[ESA/XMM-Newton/EPIC (P. Esposito és tsai)]

Az elméleti szakemberek előtt egyelőre még rejtély, hogyan lehet a magnetároknak ilyen erős mágneses terük. Az egyik elképzelés szerint nagyon rövid, mindössze 2-3 milliszekundomos tengelyforgási periódussal jönnek létre. Ennél a normál neutroncsillagok rotációja körülbelül tízszer lassúbb. A gyors forgás az objektum belsejében zajló konvekcióval együtt egy rendkívül hatékony dinamómechanizmust tud működtetni, ami magyarázhatja az extrém erősségű mágneses teret.

A gyors forgás az impulzusnyomaték csökkenése miatt idővel azonban lassul, jellemzően ezer évenként körülbelül 1 másodperccel nő a rotációs periódus. Az SGR 1627-41 2,6 másodperces értéke tehát azt jelzi, hogy ez esetben néhány ezer évnek el kellett telnie a magnetár születése óta. Ennél viszont nem lehet sokkal idősebb, ugyanis körülötte egy szupernóva-maradvány található, vélhetőleg annak a robbanásnak a törmeléke, ami magát a magnetárt is létrehozta. Ezek viszont néhány tízezer év alatt szétoszlanak a környező intersztelláris térbe. Az XMM-Newton detektálta is a maradvány röntgensugárzását.

Ha az SGR 1627-41 újra flertevékenységbe kezd, lehetőség nyílhat a forgási periódus ismételt megmérésére, a mostani értékkel összehasonlítva pedig a lassulás mértékének meghatározására. Nem elképzelhetetlen egy óriásfler kibocsátása sem, ilyen eseményre azonban az elmúlt 30 évben mindössze háromszor került sor, mindegyik különböző SGR-hez köthető. Az óriásflerek méretét jól jellemzi, hogy a Földet annyi energia éri el belőlük, mint egy szokásos napflerből, pedig ezek az objektumok összehasonlíthatatlanul messzebb vannak tőlünk, mint központi csillagunk.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• ESA News 2009.01.13.
• arXiv:0812.0014v2 [astro-ph]