星がメインシーケンスの最後に到達すると、重力崩壊を起こし、超新星爆発で最外層を放出します。その後残っているのは、主に中性子(別名:中性子星)で構成された高密度の回転するコアで、天の川銀河には3000個しか存在しないことが知られています。中性子星のさらにまれなサブセットはマグネターであり、銀河で知られているのはそのうち2ダースだけです。
これらの星は特に神秘的で、それらを引き離すのに十分強力な非常に強力な磁場を持っています。そして、国際的な天文学者のチームによる新しい研究のおかげで、これらの星の謎はさらに深まっているようです。一連のラジオおよびX線観測所からのデータを使用して、チームは昨年約3年間休止していたマグネターを観測しましたが、現在は動作が少し異なります。
「マグネターPSR J1622-4950の復活:MeerKATによる観察、Parkes、 XMM-ニュートン, 迅速, チャンドラ、および NuSTAR「最近登場した 天体物理ジャーナル。チームは、南アフリカの電波天文台(SARAO)の主任科学者であるフェルナンドカミロ博士が率いており、世界中の複数の大学や研究機関から200人以上のメンバーが参加しました。
マグネターはその磁場が通常の脈動中性子星(別名パルサー)のそれよりも最大1000倍強いため、そう呼ばれています。これらのフィールドに関連するエネルギーは非常に強力であるため、星をバラバラにして、それらを不安定にし、それらの物理的特性と電磁放射に関して大きな変動を示します。
すべてのマグネターがX線を放射することが知られているのに対して、4つだけが電波を放射することが知られています。これらの1つはPSR J1622-4950で、マグネターは地球から約30,000光年離れた場所にあります。 2015年の初め、このマグネターは休止状態でした。しかし、チームが調査で指摘したように、オーストラリアでCSIROパークス電波望遠鏡を使用している天文学者は、2017年4月26日に再びアクティブになると述べています。
当時、マグネターは4秒ごとに明るい無線パルスを放射していました。数日後、パークスは1か月にわたる計画メンテナンスルーチンの一環としてシャットダウンされました。ほぼ同時に、南アフリカのMeerKAT電波望遠鏡が星の監視を開始しましたが、まだ建設中であり、64個のラジオ皿のうち16個しか利用できませんでした。フェルナンドカミロ博士は最近のSKA南アフリカプレスリリースでの発見について次のように説明しています。
「MeerKATの観測は、NASAの周回望遠鏡で撮影したいくつかのX線光子を理解するために重要であることが判明しました。この星から4秒ごとに初めてX線パルスが検出されました。まとめると、本日報告された観察結果は、地球上で体験できるものとはまったく異なり、信じられないほど極端な物理的条件における物質の挙動をよりよく理解するのに役立ちます。
ParkesおよびMeerKAT観測所によって最初の観測が行われた後、XMM-Newton X線宇宙観測所、Swiftガンマ線バーストミッション、Chandra X線観測所、および核分光望遠鏡アレイを使用して、追跡観測が行われました。 (NuSTAR)。これらの組み合わせた観察により、チームはこのマグネターについていくつかの非常に興味深いことを指摘しました。
1つには、PSR J1622-4950の電波束密度は変動するものの、休止状態のときよりも約100倍大きいと判断しました。さらに、X線フラックスは再活性化後1か月で少なくとも800倍大きくなりましたが、92から130日の期間にわたって指数関数的に減衰し始めました。しかし、電波観測では、マグネターの動作に予想外の何かが見られました。
PSR J1622-4950の電波放射から推定された全体的な形状は数年前に決定されたものと一致していましたが、それらの観測から、電波放射は現在、磁気圏の別の場所から発生していることがわかりました。上記のすべては、マグネターからの電波放射が通常のパルサーとどのように異なるかを示しています。
この発見はまた、MeerKAT天文台を世界クラスの研究機器として実証しました。この天文台は、オーストラリア、ニュージーランド、南アフリカで世界最大の電波望遠鏡を構築している多電波望遠鏡プロジェクトである平方キロメートルアレイ(SKA)の一部です。その一部として、MeerKATは64個の無線アンテナを使用して宇宙の無線画像を収集し、天文学者が銀河が時間とともにどのように進化したかを理解できるようにします。
これらの望遠鏡によって収集された膨大な量のデータを考えると、MeerKATは最先端のテクノロジーと高度な資格を持つオペレーターのチームの両方に依存しています。アボットが述べたように、「私たちが解決する必要がある問題は非常に挑戦的であり、最高のものを引き付けるため、南アフリカと世界で最も明るいエンジニアと科学者のチームがプロジェクトに取り組んでいます」。
スクエアキロメーターアレイの開発を率いるSKA組織の事務局長であるフィルダイヤモンド教授も、MeerKATチームの貢献に感銘を受けました。彼がSKAのプレスリリースで述べたように:
「この傑出した業績のために南アフリカの私の同僚たちによくやった。そのような望遠鏡の構築は非常に困難であり、この出版物はMeerKATがビジネスの準備ができていることを示しています。 SKA前駆望遠鏡の1つとして、これはSKAの前兆となります。 MeerKATは最終的にSKA中間望遠鏡のフェーズ1に統合され、私たちが自由に使える皿の総数が197になり、地球上で最も強力な電波望遠鏡が作成されます。
SKAがオンラインになると、SKAは世界で最も強力な地上ベースの望遠鏡の1つとなり、他のどの無線機器よりも約50倍感度が高くなります。他の次世代の地上ベースおよび宇宙望遠鏡と一緒に、それが私たちの宇宙について明らかにするものと、それが時間とともにどのように進化したかは、真に画期的なものであると期待されます。
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