Konstnärens föreställning om en magnetar -- en supertät neutronstjärna med ett extremt starkt magnetfält. I den här illustrationen, magnetaren sänder ut en strålning. Kredit:Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF
Astronomer som använder National Science Foundations Very Long Baseline Array (VLBA) har gjort den första direkta geometriska mätningen av avståndet till en magnetar i vår Vintergatans galax – en mätning som kan hjälpa till att avgöra om magnetarer är källorna till den länge mystiska snabbradion Bursts (FRB).
Magnetarer är en mängd olika neutronstjärnor – de supertäta resterna av massiva stjärnor som exploderade som supernovor – med extremt starka magnetfält. Ett typiskt magnetiskt magnetfält är en biljon gånger starkare än jordens magnetfält, gör magnetarer till de mest magnetiska objekten i universum. De kan avge starka utbrott av röntgenstrålar och gammastrålar, och har nyligen blivit en ledande kandidat för källorna till FRB.
En magnetar som heter XTE J1810-197, upptäcktes 2003, var det första av endast sex sådana föremål som upptäcktes att sända ut radiopulser. Det gjorde det från 2003 till 2008, upphörde sedan i ett decennium. I december 2018, den återupptog att sända ut ljusa radiopulser.
Ett team av astronomer använde VLBA för att regelbundet observera XTE J1810-197 från januari till november 2019, sedan igen under mars och april 2020. Genom att titta på magnetarn från motsatta sidor av jordens omloppsbana runt solen, de kunde upptäcka en liten förskjutning i dess skenbara position med avseende på bakgrundsobjekt mycket längre bort. Denna effekt, kallas parallax, tillåter astronomer att använda geometri för att direkt beräkna objektets avstånd.
"Detta är den första parallaxmätningen för en magnetar, och visar att den är bland de närmaste kända magnetarerna - vid cirka 8100 ljusår - vilket gör den till ett främsta mål för framtida studier, " sa Hao Ding, en doktorand vid Swinburne University of Technology i Australien.
Genom att observera ett föremål från motsatta sidor av jordens bana runt solen, som illustreras i denna konstnärs uppfattning, astronomer kunde upptäcka den lilla förskjutningen i objektets skenbara position med avseende på mycket mer avlägsna bakgrundsobjekt. Denna effekt, kallas parallax, låter forskare sedan använda geometri för att direkt beräkna avståndet till objektet - i det här fallet en magnetar inom vår egen Vintergatans galax. Illustrationen är inte skalenlig. Kredit:Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF
Den 28 april, en annan magnet, kallas SGR 1935+2154, avgav en kort radioskur som var den starkaste som någonsin spelats in från Vintergatan. Även om de inte är lika starka som FRB från andra galaxer, denna explosion föreslog för astronomer att magnetarer kunde generera FRB.
Snabba radioskurar upptäcktes först 2007. De är mycket energiska, och varar högst några millisekunder. De flesta har kommit utanför Vintergatan. Deras ursprung är fortfarande okänt, men deras egenskaper har indikerat att den extrema miljön hos en magnetar kan generera dem.
"Att ha ett exakt avstånd till den här magnetaren betyder att vi exakt kan beräkna styrkan på radiopulserna som kommer från den. Om den avger något som liknar en FRB, vi kommer att veta hur stark den pulsen är, sa Adam Deller, även från Swinburne University. "FRB:er varierar i sin styrka, så vi skulle vilja veta om en magnetpuls kommer nära eller överlappar styrkan hos kända FRB, " han lade till.
"En nyckel för att besvara den här frågan kommer att vara att få fler avstånd till magnetarer, så att vi kan utöka vårt urval och få mer data. VLBA är det perfekta verktyget för att göra detta, sade Walter Brisken, av National Radio Astronomy Observatory.
Dessutom, "Vi vet att pulsarer, som den i den berömda krabbnebulosan, avger gigantiska pulser, ' mycket starkare än sina vanliga. Att bestämma avstånden till magnetarer kommer att hjälpa oss att förstå detta fenomen, och lär dig om kanske FRB är det mest extrema exemplet på jättepulser, " sa Ding.
Det slutliga målet är att bestämma den exakta mekanismen som producerar FRB, sa forskarna.
