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La inusual explosión del magnetar 1E 1547.0 5408

Una mirada profunda al comportamiento único del magnetar 1E 1547.0 5408 durante su explosión.

― 7 minilectura


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Tabla de contenidos

Los Magnetars son un tipo especial de estrella de neutrones conocidos por sus campos magnéticos increíblemente fuertes. Estos objetos, aunque giran despacito, pueden producir explosiones dramáticas que son mucho más intensas que otros tipos de estrellas. Una explosión de un magnetar a menudo lleva a un aumento repentino en la luz de Rayos X suaves que emiten. Esta brillantez a veces puede aumentar hasta mil veces su nivel normal. Durante estos sucesos, los magnetars también pueden emitir numerosas ráfagas breves y poderosas de radiación de rayos X.

El Caso de 1E 1547.0 5408

En este artículo, echamos un vistazo detallado a un magnetar específico llamado 1E 1547.0 5408. Este magnetar experimentó recientemente una explosión notable en abril de 2022. El comportamiento de este magnetar es intrigante porque mostró patrones peculiares tanto en las emisiones de Radio como en las de rayos X.

Observaciones Iniciales

Las primeras señales de la explosión se detectaron el 7 de abril de 2022, cuando apareció una breve ráfaga de radiación de alta energía proveniente de 1E 1547.0 5408. Poco después, las observaciones mostraron un aumento notable en el brillo de rayos X suaves. Durante aproximadamente 17 días, este brillo alcanzó su punto máximo y luego volvió gradualmente a su nivel original.

Mientras que este aumento en la luz de rayos X suaves fue claro, las mediciones de la radiación de rayos X duros no mostraron cambios significativos durante este tiempo. Esto es fascinante porque, para muchos magnetars, las explosiones en el brillo de rayos X a menudo vienen acompañadas de cambios en otras formas de luz, como las emisiones de radio.

Desaparición y Reaparición de Señales de Radio

Quizás el aspecto más sorprendente de esta explosión fue el comportamiento de las señales de radio del magnetar. Durante un período prolongado, las ráfagas de radio habituales del magnetar desaparecieron. Esta caída en las emisiones de radio se notó alrededor de 22 días antes de la primera detección de radiación de alta energía.

Después de que cesaron las emisiones de radio, no se detectaron de nuevo hasta que pasó un lapso de dos semanas. La repentina pérdida de señales de radio es inusual, especialmente para un magnetar conocido por ser ruidoso en radio, lo que significa que típicamente emite ondas de radio fuertes de manera continua.

Comportamiento y Características del Magnetar

1E 1547.0 5408 es clasificado como uno de los magnetars que gira más rápido, con propiedades magnéticas significativas. Primero fue identificado como una fuente estable de rayos X, y luego se reconoció que este objeto también es un magnetar. El estudio de su actividad ha revelado que sus explosiones pueden llevar a cambios repentinos en su comportamiento rotacional, conocidos como "glitches".

¿Qué Pasa Durante una Explosión?

Cuando un magnetar como 1E 1547.0 5408 pasa por una explosión, a menudo conduce a un aumento en las emisiones de rayos X, lo que puede ayudar a los astrónomos a aprender más sobre la estructura interna y la dinámica del magnetar. Los cambios en el brillo pueden dar pistas sobre los cambios en el campo magnético y la superficie de la estrella.

Durante la explosión de 2022, el magnetar mostró un rápido aumento en las emisiones de rayos X suaves, mientras que al mismo tiempo las señales de ondas de radio desaparecieron. Este comportamiento inusual sugiere que puede haber habido cambios significativos sucediendo dentro de la estrella que afectaron cómo emitía radiación.

La Conexión Entre Emisiones de Radio y Rayos X

Normalmente, las ondas de radio emitidas por los magnetars están estrechamente relacionadas con sus explosiones. A medida que un magnetar comienza a brillar en rayos X, a menudo activa sus emisiones de radio, que luego pueden desvanecerse a medida que el brillo de rayos X vuelve a la normalidad. Sin embargo, el caso de 1E 1547.0 5408 plantea preguntas sobre esta relación.

Para este magnetar, las emisiones de radio se silenciaron antes de la gran explosión de rayos X, sugiriendo que algún proceso interno podría haber suprimido temporalmente la actividad de radio. Las emisiones de radio regresaron más tarde, pero sin ningún cambio notable en las emisiones de rayos X. Esta cadena de eventos sugiere una interacción más compleja entre los campos magnéticos del magnetar y sus emisiones.

Cambios en el Tiempo y la Rotación

Durante la explosión de 2022, el magnetar mostró cambios en su tasa de rotación. Estos cambios se conocen como "glitches" y ocurren cuando hay un cambio repentino en el giro de la estrella o un cambio en cómo pierde energía. Las mediciones indicaron que después de la explosión, hubo un aumento en la tasa de rotación del magnetar, lo que se alinea con el comportamiento típico observado en magnetars durante o después de explosiones.

Notablemente, también se registró un aumento en la tasa de disminución de rotación del magnetar, una medida de qué tan rápido se desacelera. Este tipo de cambio se observa a menudo en magnetars, que dura semanas o incluso meses después de una explosión. La combinación del evento de aceleración y los cambios en la tasa de disminución indican posibles cambios en la estructura magnética interna del magnetar.

Observaciones a Largo Plazo e Implicaciones

La continua observación de 1E 1547.0 5408 es vital para entender cómo se comportan los magnetars con el tiempo. El monitoreo regular puede revelar patrones en sus emisiones y cambios rotacionales, ayudando a los científicos a entender cómo evolucionan estas estrellas y se comportan durante diferentes estados. Con los años, el magnetar ha pasado de un estado transitorio-donde emitió ráfagas fuertes de energía solo por breves períodos- a un estado de actividad más persistente.

Entendiendo las Explosiones de Magnetars

Se cree que las explosiones en magnetars están vinculadas a procesos que ocurren dentro de sus costras. A medida que los campos magnéticos internos se descomponen, se acumulan tensiones hasta que liberan energía en forma de radiación. Cuando un magnetar experimenta una explosión, puede señalar cambios en la configuración de su campo magnético, calentamiento de la superficie, o cambios en el delicado equilibrio de energías dentro de la estrella.

Conclusión: Direcciones Futuras

La reciente explosión de 1E 1547.0 5408 plantea muchas preguntas sobre el comportamiento de los magnetars. Las diferencias en cómo emite energía en rayos X y ondas de radio sugieren que hay mecanismos más complejos en juego de lo que se entendía anteriormente. Los estudios futuros seguirán monitoreando este y otros magnetars, proporcionando datos esenciales para desentrañar los misterios de estos extraordinarios objetos cósmicos.

Entender cómo se comportan los magnetars no solo mejora nuestro conocimiento de estas estrellas, sino que también arroja luz sobre los procesos fundamentales que subyacen a la evolución estelar y la naturaleza de las condiciones extremas en el universo.

Fuente original

Título: The 2022 high-energy outburst and radio disappearing act of the magnetar 1E 1547.0-5408

Resumen: We report the radio and high-energy properties of a new outburst from the radio-loud magnetar 1E 1547.0$-$5408. Following the detection of a short burst from the source with Swift-BAT on 2022 April 7, observations by NICER detected an increased flux peaking at $(6.0 \pm 0.4) \times 10^{-11}$ erg s$^{-1}$ cm$^{-2}$ in the soft X-ray band, falling to the baseline level of $1.7\times10^{-11}$ erg s$^{-1}$ cm$^{-2}$ over a 17-day period. Joint spectroscopic measurements by NICER and NuSTAR indicated no change in the hard non-thermal tail despite the prominent increase in soft X-rays. Observations at radio wavelengths with Murriyang, the 64-m Parkes radio telescope, revealed that the persistent radio emission from the magnetar disappeared at least 22 days prior to the initial Swift-BAT detection and was re-detected two weeks later. Such behavior is unprecedented in a radio-loud magnetar, and may point to an unnoticed slow rise in the high-energy activity prior to the detected short-bursts. Finally, our combined radio and X-ray timing revealed the outburst coincided with a spin-up glitch, where the spin-frequency and spin-down rate increased by $0.2 \pm 0.1$ $\mu$Hz and $(-2.4 \pm 0.1) \times 10^{-12}$ s$^{-2}$ respectively. A linear increase in spin-down rate of $(-2.0 \pm 0.1) \times 10^{-19}$ s$^{-3}$ was also observed over 147 d of post-outburst timing. Our results suggest that the outburst may have been associated with a reconfiguration of the quasi-polar field lines, likely signalling a changing twist, accompanied by spatially broader heating of the surface and a brief quenching of the radio signal, yet without any measurable impact on the hard X-ray properties.

Autores: Marcus E. Lower, George Younes, Paul Scholz, Fernando Camilo, Liam Dunn, Simon Johnston, Teruaki Enoto, John M. Sarkissian, John E. Reynolds, David M. Palmer, Zaven Arzoumanian, Matthew G. Baring, Keith Gendreau, Ersin Göğüş, Sebastien Guillot, Alexander J. van der Horst, Chin-Ping Hu, Chryssa Kouveliotou, Lin Lin, Christian Malacaria, Rachael Stewart, Zorawar Wadiasingh

Última actualización: 2023-02-20 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2302.07397

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2302.07397

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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