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# 物理学# 高エネルギー天体物理現象

マグネター 1E 1547.0 5408の異常な暴発

磁気星1E 1547.0 5408の突発時のユニークな振る舞いを深く探る。

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マグネター 1Eマグネター 1E1547.0 5408バーストエネルギー放出を調査しています。最近のマグネターの爆発中に発生した独特な
目次

マグネターは、信じられないほど強い磁場で知られる特殊なタイプの中性子星だよ。これらの天体はゆっくり回転するけど、他のタイプの星よりもずっと強烈な爆発を起こすことがあるんだ。マグネターからの爆発は、彼らが放出するソフトX線の光の急激な増加を引き起こすことが多い。その明るさは、通常のレベルの最大で1000倍にまで増えることもあるよ。こういったイベント中、マグネターは短いけど強力なX線放射のバーストもたくさん出すことがあるんだ。

1E 1547.0 5408の場合

この記事では、特定のマグネター、1E 1547.0 5408を詳しく見ていくよ。このマグネターは2022年4月に注目すべき爆発を経験したばかりなんだ。このマグネターの行動は面白くて、ラジオとX線の放出の両方に奇妙なパターンが見られたんだ。

初期観測

爆発の初期の兆候は2022年4月7日に見られた。1E 1547.0 5408から高エネルギーの放射が短時間で出現したんだ。そのすぐ後、観測ではソフトX線の明るさが著しく増加した。約17日間の間に、この明るさはピークに達した後、徐々に元のレベルに戻っていったよ。

ソフトX線の光の増加は明確だったけど、ハードX線の放射の測定ではこの間に目立った変化はなかったんだ。これは面白くて、多くのマグネターではX線の明るさのバーストが他の形式の光、例えばラジオ放射の変化を伴うことが多いからね。

ラジオ信号の消失と再出現

この爆発で最も驚くべき点は、マグネターのラジオ信号の挙動だったかもしれない。通常のラジオバーストが長い間消えてしまったんだ。このラジオ放射の減少は、高エネルギー放射の最初の検出の約22日前に気づかれたんだ。

ラジオ放射が止まった後、再び検出されるまでに2週間のギャップがあったよ。ラジオ信号の突然の消失は異常で、特にラジオを出すマグネターとして知られるこの星にとっては珍しいことなんだ。

マグネターの挙動と特性

1E 1547.0 5408は、非常に速く回転するマグネターの一つに分類されていて、磁気的特性も重要なんだ。最初はX線の安定した源として特定され、その後この天体もマグネターであることがわかったんだ。活動の研究からは、爆発が回転挙動の急激な変化、いわゆるグリッチを引き起こすことが明らかになっているよ。

爆発時に何が起こるの?

1E 1547.0 5408のようなマグネターが爆発を経験すると、X線放射が増加することが多く、天文学者はこれを通じてマグネターの内部構造やダイナミクスについてさらに学ぶことができるんだ。明るさの変化は、磁場や星の表面の変化についての手がかりを与えてくれるよ。

2022年の爆発中、マグネターはソフトX線放射の急激な増加を示したけど、その同時期にラジオ波信号は消えてしまった。この異常な挙動は、星の内部で何か重要な変化が起きて、放射の仕方に影響を与えた可能性を示唆しているんだ。

ラジオとX線放射の関連性

通常、マグネターから放出されるラジオ波はその爆発と密接に関連しているよ。マグネターがX線で明るくなり始めると、ラジオ放射もオンになって、X線の明るさが通常に戻るとともにフェードアウトすることがよくあるんだ。でも、1E 1547.0 5408の場合はこの関係に疑問を投げかけるんだ。

このマグネターでは、大きなX線のバーストの前にラジオ放射が消えたことから、内部のプロセスがラジオ活動を一時的に抑えていた可能性があるんだ。ラジオ放射は後に戻ったけど、X線放射には目立った変化はなかったよ。この一連の出来事は、マグネターの磁場とその放射の間にもっと複雑な相互作用があることを示唆しているんだ。

タイミングと回転の変化

2022年の爆発中、マグネターは回転速度の変化を示したんだ。これらの変化はグリッチと呼ばれ、星の回転が急激にシフトしたり、エネルギーの失い方が変わったりするときに起こるんだ。測定結果によると、爆発後にマグネターの回転速度が増加したことが示されていて、これは爆発中やその後によく見られるマグネターの典型的な挙動と一致しているよ。

特に、マグネターのスピンダウン率の増加、つまりどれだけ早くスローになっているかを示す指標も記録されたんだ。この種の変化はマグネターではよく見られていて、爆発後数週間から数ヶ月続くことがあるんだ。スピンアップイベントとスピンダウン率の変化の組み合わせは、マグネターの内部磁気構造の潜在的なシフトを示しているよ。

長期観測と意義

1E 1547.0 5408の継続的な観測は、マグネターが時間とともにどのように振る舞うかを理解するために重要なんだ。定期的なモニタリングは、その放射と回転の変化におけるパターンを明らかにし、科学者がこれらの星の進化や異なる状態での挙動を理解するのを助けるんだ。長年にわたり、このマグネターは短期間だけ強いエネルギーを放出する過渡的な状態から、より持続的な活動状態に移行したんだ。

マグネターの爆発を理解する

マグネターの爆発は、彼らの外殻内で起こるプロセスに関連していると考えられているよ。内部の磁場が衰退するにつれて、ストレスが蓄積され、放射の形でエネルギーが放出されるんだ。マグネターが爆発を経験すると、磁場の構成の変化や表面の加熱、星内部のエネルギーの微妙なバランスのシフトを示すかもしれないんだ。

結論:未来の方向性

1E 1547.0 5408の最近の爆発は、マグネターの振る舞いについて多くの疑問を提起しているよ。X線とラジオ波のエネルギー放出の違いは、これまで理解されていたよりも複雑なメカニズムが働いていることを示唆しているんだ。今後の研究では、これと他のマグネターを引き続き観測して、これらの驚くべき宇宙の物体の謎を解くための重要なデータを提供するだろうね。

マグネターの挙動を理解することは、これらの星に関する知識を深めるだけでなく、星の進化の根本的なプロセスや宇宙の極端な条件の性質についても光を当ててくれるんだ。

オリジナルソース

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

概要: 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.

著者: 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

最終更新: 2023-02-20 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://arxiv.org/abs/2302.07397

ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2302.07397

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

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