Magnetar SGR J1935+2154: Un Nuovo Collegamento
Gli scienziati trovano un collegamento tra i cambiamenti di rotazione e i brillanti scoppi radio in un magnetar.
― 5 leggere min
Indice
Recentemente, è stato osservato un evento unico che coinvolgeva un Magnetar. I magnetar sono un tipo di stella di neutroni con campi magnetici incredibilmente forti. Un magnetar specifico, conosciuto come SGR J1935+2154, ha mostrato un comportamento interessante che ha attirato l'attenzione degli scienziati. Questo magnetar ha avuto cambiamenti improvvisi nella sua rotazione ed emesso brillanti esplosioni radio nello stesso momento. Questi eventi sono molto rari e suggeriscono un legame tra i cambiamenti di rotazione e le esplosioni radio.
Cosa è successo?
Il 28 aprile 2020, è stata rilevata un'esplosione radio rapida e brillante da SGR J1935+2154. Contemporaneamente, si è verificata un'esplosione di raggi X, indicando che potrebbe esserci una connessione tra questi due tipi di emissioni. Gli scienziati pensano che alcune esplosioni radio rapide (FRB) potrebbero provenire da magnetar come SGR J1935+2154. Dopo questo, gli scienziati hanno studiato il magnetar da vicino per un po'.
Dal 1 ottobre al 27 novembre 2020, i telescopi hanno monitorato SGR J1935+2154 e hanno scoperto un cambiamento nella sua rotazione il 5 ottobre, chiamato [Anti-Glitch](/it/keywords/anti-glitch--k9nn8d5). Poco dopo, l'8 ottobre, sono state registrate tre brillanti esplosioni radio. Queste esplosioni variavano in intensità e gli scienziati hanno calcolato i loro livelli energetici in base alla distanza del magnetar dalla Terra.
Un altro cambiamento significativo nella rotazione del magnetar, chiamato glitch, è avvenuto poco prima dell'esplosione radio brillante. I glitch si verificano quando un magnetar accelera improvvisamente, mentre gli anti-glitch indicano un rallentamento. Le ragioni esatte per cui si verificano glitch e anti-glitch rimangono poco chiare. Alcuni scienziati credono che derivino sia da processi interni all'interno del pulsar che da forze esterne che agiscono su di esso.
La connessione tra gli eventi
La stretta tempistica tra l'anti-glitch e le esplosioni radio brillanti da SGR J1935+2154 suggerisce che siano fisicamente collegati. Una teoria propone che il magnetar possa guadagnare o perdere momento angolare a causa di getti di particelle emesse dalla sua superficie. Altri hanno suggerito che eventi che si verificano sulla superficie del magnetar influenzino queste esplosioni.
Nonostante i tentativi di spiegare questi eventi, nessun modello singolo ha spiegato completamente tutto ciò che accade durante i glitch e le esplosioni radio. Perciò, è stata proposta una nuova idea, che suggerisce che gli eventi potrebbero essere collegati a un asteroide che interagisce con il magnetar.
Il modello dell'asteroide
In questa teoria, un asteroide si avvicina al forte campo gravitazionale del magnetar e viene attirato. Quando l'asteroide raggiunge un punto critico, chiamato raggio di disturbo mareale, si frantuma. Alcuni pezzi dell'asteroide entrano in orbita attorno al magnetar, mentre altri vengono espulsi nello spazio. I pezzi che rimangono legati al magnetar alla fine spiraleranno verso di esso e si scontreranno.
Man mano che i frammenti dell'asteroide spiraleggiano, possono trasferire il loro momento angolare al magnetar. Se questi frammenti si muovono nella stessa direzione della rotazione del magnetar, il magnetar accelera, causando un glitch. Se si muovono nella direzione opposta, causa un anti-glitch, portando a un rallentamento temporaneo.
Una volta che i frammenti si stabiliscono in orbita, possono ricadere verso il magnetar a causa della gravità del magnetar. Quando questi pezzi attraversano il forte campo magnetico del magnetar, producono brillanti esplosioni radio.
Osservare le esplosioni radio brillanti
Quando i frammenti rotti dell'asteroide si muovono attraverso il campo magnetico del magnetar, possono produrre esplosioni radio brillanti attraverso un processo chiamato radiazione di curvatura. In questo processo, mentre i frammenti viaggiano lungo le linee del campo magnetico, emettono energia sotto forma di onde radio.
Il tempo che impiegano i frammenti per raggiungere la superficie del magnetar dopo essere stati interrotti è molto breve e corrisponde alla tempistica delle esplosioni radio rilevate. Questo significa che l'idea di un asteroide che causa i glitch e le esplosioni radio è auto-consistente e si adatta alle osservazioni.
Discussione degli eventi
Nel contesto di SGR J1935+2154, le osservazioni suggeriscono che gli eventi siano collegati. Le esplosioni radio brillanti e le emissioni di raggi X si credono facciano parte della stessa occorrenza. Tuttavia, durante l'anti-glitch, non sono state rilevate esplosioni di raggi X brillanti, portando i ricercatori a credere che fossero semplicemente troppo deboli per essere individuate in quel momento.
La tempistica dei glitch e degli anti-glitch è anche importante. Le osservazioni indicano che il tempo tra queste rotazioni è di circa 158 giorni. Questo periodo di tempo potrebbe implicare che il magnetar interagisca con materiale proveniente da una cintura di Asteroidi, catturando asteroidi e risultando nei cambiamenti osservati.
Conclusione
In sintesi, gli eventi che circondano il magnetar SGR J1935+2154 sono intriganti e suggeriscono una connessione tra i cambiamenti improvvisi nella sua rotazione e le brillanti esplosioni radio che emette. Il modello dell'asteroide fornisce una possibile spiegazione per questi eventi, mostrando che l'interazione tra un magnetar e un asteroide vicino può portare a effetti osservabili. Questa teoria unisce la complessa relazione tra la dinamica di rotazione del magnetar e l'emergere delle esplosioni radio.
Studi e osservazioni futuri potrebbero fornire ulteriori informazioni su come questi processi lavorano insieme e aiutare a comprendere fenomeni simili in altri magnetar e pulsar. In generale, la connessione tra magnetar e asteroidi apre una nuova via per la ricerca e la comprensione delle dinamiche di tali oggetti cosmici estremi.
Titolo: Tidal capture of an asteroid by a magnetar: FRB-like bursts, glitch and anti-glitch
Estratto: 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.
Autori: Qin Wu, Zhen-Yin Zhao, F. Y. Wang
Ultimo aggiornamento: 2023-05-26 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2305.17316
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.17316
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/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.