En internationell forskargrupp ledd av Gregory Desvignes från Max Planck Institute for Radio Astronomy i Bonn, Tyskland, har använt radioteleskopen Effelsberg och Jodrell Bank för att observera den föregående magnetaren XTE J1810-197 – en mycket magnetiserad och ultratät neutronstjärna – kort efter dess röntgenförstärkta aktivitet och radioreaktivering.
Denna precession dämpade en tidsskala på några månader och utmanade vissa modeller som användes för att förklara ursprunget till de mystiska upprepade snabba radioskurarna.
Magnetarer är neutronstjärnor med extrema och vridna magnetfält, rester efter kollapsen av bränsleförbrukade massiva stjärnor. Dessa föremål är så täta att de innehåller 1 till 2 gånger solens massa i en nästan perfekt sfär med cirka 12 km i radie.
Av de 30 kända magnetarerna har bara en handfull ibland sänt ut radiovågor, med deras radiostråle som sveper mot himlen som en fyr. Magneter anses allmänt vara källan till snabba radioskurar (FRBs) med vissa modeller som åberopar fritt precesserande magnetarer som ansvariga för de upprepande FRB:erna.
Tillsammans med kollegor från Jodrell Bank Center for Astrophysics och Kavli Institute for Astronomy &Astrophysics inspekterar forskare från Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) regelbundet några av dessa magnetarer och fångade oväntat en av dem, XTE J1810-197, som började sända ut radiostrålning i december 2018, kort efter starten av förstärkt röntgenstrålning, och efter en period på cirka 10 år under vilken det var radiotyst.
Efter att ha påbörjat en intensiv observationskampanj efter denna händelse, märkte forskarna några mycket systematiska förändringar i radioljusets egenskaper, nämligen dess polarisering, vilket avslöjade en förändring i orienteringen av magnetarens radiostråle i förhållande till jorden. Forskarna tillskrev detta till fri precession, en effekt som uppstår från en lätt asymmetri i magnetarens struktur, vilket får den att vingla runt som en snurra.
Till deras förvåning dämpades den fria precessionen snabbt under de närmaste månaderna och försvann så småningom. Precessionens försvinnande med tiden motsäger förslaget från många astronomer som tror att FRB, som upprepas med tiden, kan förklaras av precessiva magnetarer.
"Vi förväntade oss att se vissa variationer i polariseringen av denna magnetars emission, eftersom vi visste detta från andra magnetarer", säger Gregory Desvignes från MPIfR, ledande författare till studien publicerad i Nature Astronomy . "Men vi förväntade oss inte att dessa variationer är så systematiska och följer exakt det beteende som skulle orsakas av stjärnans vinkling."
Patrick Weltevrede från University of Manchester tillägger, "Våra fynd möjliggjordes endast tack vare många år av dedikerad övervakning av denna magnetar med radioteleskop i Jodrell Bank och Effelsberg. Vi fick vänta i över ett decennium innan den började producera radiostrålning. , men när det gjorde det gjorde det verkligen ingen besviken."
"Dämpad precession av magnetarer kan kasta ljus över neutronstjärnornas inre struktur, vilket i slutändan är relaterat till vår grundläggande förståelse av saker", säger Lijing Shao från Peking University.
"Radioastronomi är verkligen fascinerande. Gåtan kring ursprunget till FRBs består fortfarande. Men att fånga spännande föremål som magnetarer på bar gärning för att lära sig mer om FRBs, understryker kapaciteten hos våra anläggningar", avslutar Michael Kramer, direktör på MPIfR och Head av dets Fundamental Physics in Radio Astronomy Research Division.
Mer information: Gregory Desvignes et al, En fritt förekommande magnetar efter ett röntgenutbrott, Nature Astronomy (2024). DOI:10.1038/s41550-024-02226-7
Journalinformation: Naturastronomi
Tillhandahålls av Max Planck Society
