Den här konstnärens intryck ger en schematisk bild av hur avbildaren ombord på ESA:s Integral-satellit (IBIS) kan rekonstruera bilder av kraftfulla händelser som gammastrålningskurar (GRB) med hjälp av strålningen som passerar genom sidan av Integrals bildteleskop. IBIS använder två detektorlager, den ena på den andra, medan de flesta gammastråleteleskop bara innehåller ett enda detektorlager. I IBIS, ju högre energi gammastrålar utlöser det första detektorlagret (kallat ISGRI), förlora lite energi i processen, men de absorberas inte helt. Detta är känt som Compton-spridning. De avböjda gammastrålarna passerar sedan igenom till lagret nedanför (kallat PICSIT) där de kan fångas upp och absorberas av PICSIT-kristallerna eftersom de har gett upp lite energi i sin passage genom det första lagret. Den blåskuggade delen av bilden beskriver instrumentets helt kodade synfält. IBIS kan se runt hörnen eftersom gammastrålar från de mest kraftfulla GRB:erna skulle passera genom blyskärmen på sidan av teleskopet, sedan genom det första detektorlagret innan det kommer till vila i det andra lagret. Spridningsplatserna i de två detekorlagren och energiavlagringarna kan sedan användas för att bestämma GRB:s riktning. Kredit:ESA/C.Carreau
Ett globalt samarbete av teleskop inklusive ESA:s Integral högenergirymdobservatorium har upptäckt en unik blandning av strålning som spricker från en död stjärna i vår galax – något som aldrig tidigare har setts i den här typen av stjärna, och kan lösa ett långvarigt kosmiskt mysterium.
Fyndet involverar två typer av intressanta kosmiska fenomen:magnetarer och snabba radioskurar. Magnetarer är stjärnrester med några av de mest intensiva magnetfälten i universum. När de blir "aktiva", de kan producera korta skurar av högenergistrålning som vanligtvis inte varar i en sekund men som är miljarder gånger mer lysande än solen.
Snabba radioutbrott är ett av astronomins stora olösta mysterier. Upptäcktes första gången 2007, dessa händelser pulserar starkt i radiovågor i bara några millisekunder innan de försvinner, och ses bara sällan igen. Deras sanna natur förblir okänd, och ingen sådan explosion har någonsin observerats heller inom Vintergatan, med känt ursprung, eller sänder ut någon annan typ av strålning bortom radiovågsdomänen – fram till nu.
I slutet av april, SGR 1935+2154, en magnetar som upptäcktes för sex år sedan i stjärnbilden Vulpecula, efter ett stort utbrott av röntgenstrålar, blev aktiv igen. Strax efter, astronomer spionerade något häpnadsväckande:denna magnetar strålade inte bara ut sina vanliga röntgenstrålar, men radiovågor, för.
"Vi upptäckte magnetarens explosion av högenergi, eller "hårt", Röntgen med Integral den 28 april, säger Sandro Mereghetti från National Institute for Astrophysics (INAF–IASF) i Milano, Italien, huvudförfattare till en ny studie av denna källa baserad på Integral-data.
"Burst Alert System" på Integral larmade automatiskt observatorier över hela världen om upptäckten på bara några sekunder. Detta var timmar innan några andra varningar utfärdades, gör det möjligt för forskarsamhället att agera snabbt och utforska denna källa mer i detalj."
Astronomer på marken såg en kort och extremt ljus skur av radiovågor från riktningen SGR 1935+2154 med CHIME-radioteleskopet i Kanada samma dag, under samma tidsram som röntgenstrålningen. Detta bekräftades oberoende några timmar senare av Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2 (STARE2) i USA.
"Vi har aldrig sett ett utbrott av radiovågor, som liknar en Fast Radio Burst, från en magnetar tidigare, tillägger Sandro.
"Det är avgörande, IBIS-avbildaren på Integral gjorde det möjligt för oss att exakt fastställa ursprunget till skuren, spika sin association med magnetaren, " säger medförfattaren Volodymyr Savchenko från Integral Science Data Center vid universitetet i Genève, Schweiz.
Konstnärsintryck av SGR 1935+2154, en starkt magnetiserad stjärnrest, även känd som en magnetar. Kredit:ESA
"De flesta av de andra satelliterna som var inblandade i samarbetsstudien av denna händelse kunde inte mäta sin position på himlen - och detta var avgörande för att identifiera att utsläppet verkligen kom från SGR1935+2154."
"Detta är den första observationsförbindelsen någonsin mellan magnetarer och Fast Radio Bursts, " förklarar Sandro.
"Det är verkligen en stor upptäckt, och hjälper till att sätta ursprunget till dessa mystiska fenomen i fokus."
Denna koppling stöder starkt tanken att snabba radioskurar härrör från magnetarer, och visar att skurar från dessa starkt magnetiserade föremål också kan upptäckas vid radiovåglängder. Magneter blir allt populärare bland astronomer, eftersom de tros spela en nyckelroll i att driva ett antal olika övergående händelser i universum, från superljusande supernovaexplosioner till avlägsna och energiska gammastrålningskurar.
Lanserades 2002, Integral har en svit med fyra instrument som samtidigt kan observera och ta bilder av kosmiska objekt i gammastrålar, röntgenstrålar, och synligt ljus.
Vid tidpunkten för explosionen, magnetaren råkade befinna sig i IBIS-instrumentets synfält 30 gånger 30 grader, vilket leder till en automatisk upptäckt av satellitens mjukvarupaket Burst Alert System – som drivs av Integral Science Data Center i Genève – som omedelbart larmar observatorier över hela världen. På samma gång, Spectrometer on Integral (SPI) upptäckte också röntgenstrålning, tillsammans med ett annat rymduppdrag, China's Insight Hard X-ray Modulation Telescope (HXMT).
"This kind of collaborative, multi-wavelength approach and resulting discovery highlights the importance of timely, large-scale coordination of scientific research efforts, " adds ESA's Integral project scientist Erik Kuulkers.
"By bringing together observations from the high-energy part of the spectrum all the way to radio waves, from across the globe and in space, scientists have been able to elucidate a long-standing mystery in astronomy. We're thrilled that Integral played a key role in this."
The paper "INTEGRAL discovery of a burst with associated radio emission from the magnetar SGR 1935+2154" by S. Mereghetti et al. publiceras i Astrofysiska tidskriftsbrev .
