Med hjälp av NASA:s Fermi-teleskop, astronomer har upptäckt en tillståndsförändring av gammastrålningen och spin-down-hastigheten för den variabla radiotysta gammastrålpulsaren PSR J2021+4026. Sådant beteende observerades först i denna pulsar 2011, och den nya upptäckten kan kasta ljus över mekanismen för tillståndsomkoppling i gammastrålpulsarer. Fyndet beskrivs i detalj i en artikel som publicerades den 2 januari på arXiv.org.

Gammastrålpulsarer är roterande neutronstjärnor som sänder ut gammastrålningsfotoner. Vissa av dem är helt radiotysta, vilket innebär att observationer i andra regimer behövs för att lära sig om deras egenskaper.

PSR J2021+4026 (eller 3FGL J2021.5+4026) är en av de ljusstarkaste radiotysta gammastrålpulsarerna. I oktober 2011 observationer av detta objekt med Fermi avslöjade ett plötsligt gammastrålflödesfall och en förändring av det observerade flödet över en tidsskala på mindre än en vecka, vilket gjorde det till den första kända variabla gammastrålpulsaren. Forskarna fann också att spin-down-hastigheten för denna pulsar har förändrats. Allt som allt, objektet bytte från högt gammastrålflöde (HGF) och lågt spin-down (LSD) tillstånd till lågt gammastrålflöde (LGF) och hög spin-down (HSD) hastighet.

Efterföljande observationer av PSR J2021+4026 har visat att omkring december 2014, den återgick till HGF/LSD-tillståndet under en tidsskala på några månader. Nu, ett team av astronomer ledda av Jumpei Takata från Huazhong University of Science and Technology i Wuhan, Kina, rapporterar att pulsaren verkar ha upplevt ytterligare en tillståndsförändring. Detta antagande är baserat på resultaten av timing och spektralstudie av källan med Fermi.

"Timingen och spektralanalysen tyder på att PSR J2021+4026 gick in i ett nytt LGF/HSD-tillstånd omkring 1 februari 2018, " skrev astronomerna i tidningen.

Enligt studien, den långsiktiga utvecklingen av gammastrålningsflödet och timingbeteendet för PSR J2021+4026 indikerar en ny tillståndsändring nära den första dagen i februari 2018. Denna tillståndsändring inträffade under en tidsskala på mindre än 10 dagar och dess egenskaper var liknande den 2011, dock, med en spin-down rate i det nya tillståndet något mindre än den som uppmättes efter händelsen som ägde rum för nästan ett decennium sedan.

Forskarna noterade att tillståndsväxlingen av PSR J2021+4026 sannolikt orsakas av förändring av magnetfältsstrukturen i den polära lockregionen. Astronomerna tillade att det är möjligt att jordskorpans sprickbildning eller andra processer förändrar magnetfältets struktur eller fältstyrka i det polära lockområdet, och denna process påverkar den skapade strömmen och därmed pulsarens spin-down-hastighet.

Studien tyder på att tillståndsändringen i PSR J2021+4026 sker med flera års mellanrum. Dock, det exakta tidsintervallet är fortfarande okänt och ytterligare övervakning av denna pulsar behövs för att få mer exakta data.

Sammanfattning av resultaten, astronomerna betonade att även om tillståndsväxlande pulsarer har upptäckts i radiobanden, PSR J2021+4026 är den första omkopplingspulsaren som upptäckts i gammastrålar. Därför, denna källa ger en unik möjlighet att ytterligare studera mekanismerna tillståndsväxling i gammastrålpulsarer.

© 2020 Science X Network