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Magnetar SGR J1935+2154 : Un Nouveau Lien

Des scientifiques ont trouvé un lien entre les changements de spin et les puissantes émissions radio d'une magnétar.

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Récemment, un événement unique impliquant un magnétar a été observé. Les magnétars sont un type d'étoile à neutrons avec des champs magnétiques incroyablement forts. Un magnétar spécifique, connu sous le nom de SGR J1935+2154, a montré un comportement intéressant qui a attiré l'attention des scientifiques. Ce magnétar a présenté des changements soudains dans sa rotation et a émis des sursauts radio lumineux en même temps. Ces événements sont très rares et suggèrent un lien entre les variations de rotation et les sursauts radio.

Que s'est-il passé ?

Le 28 avril 2020, un sursaut radio rapide et lumineux a été détecté depuis SGR J1935+2154. En même temps, un sursaut de rayons X brillant s'est produit, ce qui indique qu'il pourrait y avoir un lien entre ces deux types d'émissions. Les scientifiques pensent que certains sursauts radio rapides (FRBs) pourraient venir de magnétars comme SGR J1935+2154. Après cela, les scientifiques ont étudié le magnétar de près pendant un certain temps.

Du 1er octobre au 27 novembre 2020, des télescopes ont surveillé SGR J1935+2154 et ont découvert un changement dans sa rotation le 5 octobre, appelé anti-glitch. Peu après, le 8 octobre, trois sursauts radio brillants ont été enregistrés. Ces sursauts variaient en intensité, et les scientifiques ont calculé leurs niveaux d'énergie en fonction de la distance du magnétar par rapport à la Terre.

Un autre changement significatif dans la rotation du magnétar, appelé glitch, s'est produit juste avant le sursaut radio brillant. Les glitches se produisent lorsqu'un magnétar accélère soudainement, tandis que les Anti-glitches indiquent un ralentissement. Les raisons exactes pour lesquelles les glitches et les anti-glitches se produisent restent floues. Certains scientifiques pensent qu'ils résultent de processus internes au pulsar et de forces externes qui agissent sur lui.

Le lien entre les événements

La proximité temporelle de l'anti-glitch et des sursauts radio brillants de SGR J1935+2154 suggère qu'ils sont physiquement liés. Une théorie propose que le magnétar pourrait gagner ou perdre du moment angulaire à cause de jets de particules émis de sa surface. D'autres ont suggéré que des événements se produisant à la surface du magnétar influençaient ces sursauts.

Malgré les tentatives d'expliquer ces événements, aucun modèle unique n'a réussi à rendre compte de tout ce qui se passe pendant les glitches et les sursauts radio. Du coup, une nouvelle idée a été proposée, suggérant que les événements pourraient être liés à un astéroïde qui interagit avec le magnétar.

Le modèle de l'astéroïde

Dans cette théorie, un astéroïde s'approche de la forte attraction gravitationnelle du magnétar et se fait aspirer. Quand l'astéroïde atteint un point critique, appelé le rayon de disruption maréale, il se brise. Certaines parties de l'astéroïde tombent en orbite autour du magnétar, tandis que d'autres sont éjectées dans l'espace. Les morceaux qui restent liés au magnétar finiront par spiraler et entrer en collision avec lui.

Au fur et à mesure que les fragments de l'astéroïde spiralent, ils peuvent transférer leur moment angulaire au magnétar. Si ces fragments se déplacent dans la même direction que la rotation du magnétar, celui-ci accélère, provoquant un glitch. S'ils se déplacent dans la direction opposée, cela provoque un anti-glitch, entraînant un ralentissement temporaire.

Une fois que les fragments se stabilisent en orbite, ils peuvent retomber vers le magnétar à cause de sa gravité. Quand ces morceaux traversent le champ magnétique puissant du magnétar, ils produisent des sursauts radio brillants.

Observer les sursauts radio brillants

Lorsque les fragments brisés de l'astéroïde passent à travers le champ magnétique du magnétar, ils peuvent produire des sursauts radio brillants grâce à un processus appelé radiation de courbure. Dans ce processus, lorsque les fragments voyagent le long des lignes de champ magnétique, ils émettent de l'énergie sous forme d'ondes radio.

Le temps que mettent les fragments à atteindre la surface du magnétar après avoir été disruptés est très court et correspond au timing des sursauts radio détectés. Cela signifie que l'idée d'un astéroïde causant les glitches et les sursauts radio est cohérente et s'aligne avec les observations.

Discussion des événements

Dans le contexte de SGR J1935+2154, les observations suggèrent que les événements sont liés. Les sursauts radio brillants et les émissions de rayons X sont considérés comme faisant partie du même événement. Cependant, pendant l'anti-glitch, aucun sursaut de rayons X brillant n'a été détecté, ce qui amène les chercheurs à penser qu'ils étaient simplement trop faibles pour être repérés à ce moment-là.

Le timing des glitches et des anti-glitches est également important. Les observations indiquent que le temps entre ces rotations est d'environ 158 jours. Ce laps de temps pourrait impliquer que le magnétar interagit avec du matériel provenant d'une ceinture d'Astéroïdes, capturant des astéroïdes et entraînant les changements observés.

Conclusion

En résumé, les événements entourant le magnétar SGR J1935+2154 sont intrigants et suggèrent un lien entre les changements soudains de sa rotation et les sursauts radio brillants qu'il émet. Le modèle de l'astéroïde offre une explication potentielle pour ces événements, montrant que l'interaction entre un magnétar et un astéroïde voisin peut entraîner des effets observables. Cette théorie relie la dynamique complexe de la rotation du magnétar et l'émergence des sursauts radio.

De futures études et observations pourraient fournir plus d'informations sur la manière dont ces processus fonctionnent ensemble et aider à comprendre des phénomènes similaires chez d'autres magnétars et pulsars. Globalement, le lien entre les magnétars et les astéroïdes ouvre une nouvelle voie pour la recherche et la compréhension de la dynamique de ces objets cosmiques extrêmes.

Source originale

Titre: Tidal capture of an asteroid by a magnetar: FRB-like bursts, glitch and anti-glitch

Résumé: Recently, remarkable anti-glitch and glitch accompanied by bright radio bursts of the Galactic magnetar SGR J1935+2154 were discovered. These two infrequent temporal coincidences between the glitch/anti-glitch and the fast radio burst (FRB)-like bursts reveal their physical connection of them. Here we propose that the anti-glitch/glitch and FRB-like bursts can be well understood by an asteroid tidally captured by a magnetar. In this model, an asteroid is tidally captured and disrupted by a magnetar. Then, the disrupted asteroid will transfer the angular momentum to the magnetar producing a sudden change in the magnetar rotational frequency at the magnetosphere radius. If the orbital angular momentum of the asteroid is parallel (or anti-parallel) to that of the spinning magnetar, a glitch (or anti-glitch) will occur. Subsequently, the bound asteroid materials fall back to the pericenter and eventually are accreted to the surface of the magnetar. Massive fragments of the asteroid cross magnetic field lines and produce bright radio bursts through coherent curvature radiation. Our model can explain the sudden magnetar spin changes and FRB-like bursts in a unified way.

Auteurs: Qin Wu, Zhen-Yin Zhao, F. Y. Wang

Dernière mise à jour: 2023-05-26 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2305.17316

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.17316

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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