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Recenti esplosioni di PSR J1846 0258: approfondimenti e implicazioni

L'esplosione di agosto 2020 di PSR J1846 0258 svela nuove intuizioni sul comportamento dei pulsar.

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PSR J1846 0258 è un tipo di Pulsar conosciuto come pulsar alimentato da rotazione (RPP). Questi sono stelle di neutroni che emettono fasci di radiazioni a causa della loro veloce rotazione e dei forti campi magnetici. Nell'agosto 2020, questa pulsar ha avuto un'importante esplosione, simile a un evento precedente nel 2006. Questa esplosione è stata monitorata da vicino, permettendo agli scienziati di raccogliere dati importanti sul suo comportamento e caratteristiche.

Caratteristiche della Pulsar

Le pulsar sono oggetti affascinanti nell'universo. Sono stelle di neutroni altamente magnetizzate e rotanti che emettono fasci di radiazione elettromagnetica. Le radiazioni provenienti da PSR J1846 0258 sono per lo più osservate in raggi X, ed è stato notato che non emette onde radio, cosa insolita per molte pulsar conosciute.

PSR J1846 0258 ha un forte Campo Magnetico e un alto tasso di rallentamento. Le sue caratteristiche suggeriscono che sia una delle pulsar più giovani attualmente conosciute, con una presenza significativa nel residuo della supernova Kes 75. Col tempo, lo studio di pulsar come questa può fornire spunti sul ciclo vitale delle stelle e delle loro ceneri.

L'Esplosione del 2020

Nell'agosto 2020, PSR J1846 0258 ha avuto un'esplosione potente. L'evento è stato notevole per la sua intensità, con il Flusso di raggi X pulsato che è aumentato in modo significativo-oltre dieci volte il suo livello normale. Questo comportamento era simile all'esplosione osservata nel 2006.

L'esplosione è stata rilevata poco dopo che è stato notato un aumento dei tassi di conteggio pulsato durante le sessioni di monitoraggio. Queste intuizioni hanno portato alla conclusione che la pulsar aveva già iniziato una fase di attività intensificata prima dell'annuncio ufficiale.

Monitoraggio e Osservazione

Le osservazioni di PSR J1846 0258 hanno incluso un monitoraggio continuo dal 2017, che ha permesso ai ricercatori di ottenere soluzioni temporali coerenti durante il periodo di studio. Durante questo tempo, hanno registrato variazioni nell'emissione e nel timing della pulsar, che li ha aiutati a capire la natura della sua esplosione.

In vista dell'esplosione di agosto 2020, i ricercatori hanno osservato un continuo aumento del flusso di raggi X dalla pulsar. Questo aumento di emissione prima dell'ufficializzazione dell'esplosione suggerisce che la pulsar stesse subendo cambiamenti non immediatamente rilevabili inizialmente.

Glitch di Spin-Up

Una delle caratteristiche chiave osservate durante l'esplosione è stata un glitch di spin-up. Un glitch di spin-up è un aumento improvviso della velocità di rotazione della pulsar. In questo caso, è avvenuto un grande glitch all'inizio dell'esplosione, simile a quanto visto nell'evento del 2006.

Questo glitch e l'aumento significativo del flusso pulsato sono cruciali per i ricercatori per capire il comportamento di PSR J1846 0258. Indicano che la pulsar sta subendo modifiche nella sua struttura interna o nel campo magnetico, che potrebbero portare a cambiamenti nelle sue caratteristiche osservazionali.

Cambiamenti nel Profilo di Pulsazione

Il profilo di pulsazione di PSR J1846 0258 è cambiato anche durante l'esplosione. Tipicamente, il profilo di pulsazione rappresenta la forma delle emissioni di raggi X nel tempo. Durante l'esplosione, la forma si è trasformata, suggerendo che qualcosa di significativo stesse accadendo all'interno della pulsar.

Entro la fine del 2021, il profilo di pulsazione ha iniziato a tornare al suo stato originale. Questo cambiamento indica una dinamica intrigante all'interno della struttura e del comportamento della pulsar, sottolineando come le esplosioni possano influenzare le caratteristiche di emissione.

Analisi Spettrale

I ricercatori hanno condotto un'analisi spettrale delle emissioni della pulsar durante questo periodo. I risultati hanno indicato che l'aumento del flusso di raggi X era dovuto in gran parte a un nuovo componente termico apparso oltre alle emissioni non termiche in corso.

Le emissioni termiche rappresentano tipicamente l'energia proveniente dalla superficie della pulsar, mentre le emissioni non termiche derivano da processi che avvengono nella magnetosfera della pulsar. La presenza di questo nuovo componente termico evidenzia la complessità delle emissioni della pulsar durante l'esplosione.

La Natura dell'Esplosione

L'esplosione di PSR J1846 0258 ha sollevato domande interessanti sulla natura delle pulsar in generale. Negli ultimi dieci anni, la linea di demarcazione tra le pulsar alimentate da rotazione e i magnetari, che sono un altro tipo di stella di neutroni, è diventata meno chiara.

Entrambi i tipi di stelle di neutroni presentano forti campi magnetici. Tuttavia, i magnetari sono tipicamente caratterizzati da esplosioni sporadiche ma estremamente potenti, mentre le pulsar alimentate da rotazione hanno schemi di emissione più consistenti. Il comportamento di PSR J1846 0258 durante l'esplosione del 2020 suggerisce che potrebbe esibire tratti di entrambe le categorie.

Comprendere il Comportamento delle Pulsar

I ricercatori sono ansiosi di capire i processi in gioco durante le esplosioni delle pulsar. PSR J1846 0258 mostra un comportamento che si allinea sia con il modello delle pulsar alimentate da rotazione sia con quello dei magnetari, suggerendo una possibile connessione o continuità tra queste due categorie di stelle di neutroni.

Le evidenze provenienti da PSR J1846 0258, insieme a osservazioni simili di altre pulsar, potrebbero indicare che alcune giovani pulsar potrebbero evolversi in magnetari o mostrare comportamenti simili a quelli dei magnetari in determinate condizioni.

Implicazioni per l'Evoluzione delle Stelle di Neutroni

I risultati legati a PSR J1846 0258 e pulsar simili puntano verso una continuità di comportamento tra le stelle di neutroni. Man mano che gli scienziati continuano a raccogliere dati, potrebbero scoprire i percorsi evolutivi che portano alcune pulsar a mostrare esplosioni simili a quelle dei magnetari.

Capendo le caratteristiche e i comportamenti di PSR J1846 0258, i ricercatori possono ottenere importanti intuizioni sui processi fisici dietro le emissioni delle pulsar e come questi processi possano cambiare nel tempo.

Conclusione

L'esplosione di PSR J1846 0258 nell'agosto 2020 fornisce una ricchezza di informazioni sul comportamento delle pulsar. Monitorando le sue emissioni, tempistiche e caratteristiche spettrali, i ricercatori sono riusciti a mettere insieme un quadro più chiaro di cosa accade durante eventi esplosivi del genere.

Man mano che impariamo di più su questa pulsar e su altre simili, ci avviciniamo a capire le complesse interazioni delle stelle di neutroni e la loro evoluzione nel nostro universo.

Osservazioni e analisi continue saranno essenziali per determinare la vera natura di PSR J1846 0258 e pulsar simili, così come il loro posto nel contesto più ampio della ricerca sulle stelle di neutroni.

Fonte originale

Titolo: A NICER View on the 2020 Magnetar-Like Outburst of PSR J1846-0258

Estratto: We report on our monitoring of the strong-field magnetar-like pulsar PSR J1846-0258 with the Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) and the timing and spectral evolution during its outburst in August 2020. Phase-coherent timing solutions were maintained from March 2017 through November 2021, including a coherent solution throughout the outburst. We detected a large spin-up glitch of magnitude \Delta\nu/\nu = 3 X 10^{-6} at the start of the outburst and observed an increase in pulsed flux that reached a factor of more than 10 times the quiescent level, a behavior similar to that of the 2006 outburst. Our monitoring observations in June and July 2020 indicate that the flux was rising prior to the SWIFT announcement of the outburst on August 1, 2020. We also observed several sharp rises in the pulsed flux following the outburst and the flux reached quiescent level by November 2020. The pulse profile was observed to change shape during the outburst, returning to the pre-outburst shape by 2021. Spectral analysis of the pulsed emission of NICER data shows that the flux increases result entirely from a new black body component that gradually fades away while the power-law remains nearly constant at its quiescent level throughout the outburst. Joint spectral analysis of NICER and simultaneous NuSTAR data confirms this picture. We discuss the interpretation of the magnetar-like outburst and origin of the transient thermal component in the context of both a pulsar-like and a magnetar-like model.

Autori: Chin-Ping Hu, Lucien Kuiper, Alice K. Harding, George Younes, Harsha Blumer, Wynn C. G. Ho, Teruaki Enoto, Cristobal M. Espinoza, Keith Gendreau

Ultimo aggiornamento: 2023-06-01 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2306.00902

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.00902

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

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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