[ad_1]

تحقیقات نشان می دهد که درخشان ترین سیستم دودویی در کهکشان ما می تواند توسط یک ستاره مغناطیسی تأمین شود

تأثیر سیستم باینری اشعه گاما LS 5039. ستاره نوترونی (چپ) و ستاره ماهواره ای عظیم آن (راست). تیم تحقیقاتی پیشنهاد می کند که ستاره نوترونی در قلب LS 5039 دارای یک میدان مغناطیسی فوق العاده قوی است و ممکن است یک آهنربا باشد. این میدان ذرات پرانرژی را در منطقه قوس تسریع می کند ، بنابراین اشعه گاما را که ویژگی سیستم باینری اشعه گاما است ، ساطع می کند. اعتبار: Kavli IPMU

تیمی از محققان به سرپرستی اعضای م Instituteسسه فیزیک و ریاضیات کاولی جهان (Kavli IPMU) داده های جمع آوری شده قبلی را برای نتیجه گیری از ماهیت واقعی یک جرم جمع و جور تجزیه و تحلیل کردند – مشخص شد که این یک مگنترون چرخان است ، یک نوع ستاره نوترونی با میدان مغناطیسی بسیار قوی – در مدار LS 5039 ، درخشان ترین سیستم باینری اشعه گاما در کهکشان.

از جمله دانشجوی سابق Hiroki Yoneda ، دانشمند ارشد Kazuo Makishima و محقق اصلی Tadayuki Takahashi از موسسه Kavli ، این تیم همچنین پیشنهاد می کند که روند شتاب ذرات شناخته شده تحت LS 5039 ناشی از فعل و انفعالات بین بادهای ستاره ای متراکم اولیه آن است یک ستاره عظیم ، و میدان های مغناطیسی فوق العاده قوی یک مغناطیس چرخشی.

باینریهای اشعه گاما سیستمی از ستارگان پرجرم و پرانرژی و ستاره های فشرده هستند. آنها اخیراً در سال 2004 ، زمانی که مشاهدات بسیاری از پرتوهای گامای پرانرژی در ولتاژهای شمارش الکترونی (TeV) از مناطق به اندازه کافی بزرگ آسمان امکان پذیر شد ، کشف شدند. باینری های اشعه گاما وقتی در نور مرئی مشاهده می شوند ، مانند ستاره های سفید مایل به آبی روشن به نظر می رسند و هیچ تفاوتی با سیستم باینری دیگری که دارای یک ستاره عظیم است ، ندارند. با این حال ، هنگامی که با اشعه X و اشعه گاما مشاهده می شود ، خواص آنها به شدت با سایر باینری ها متفاوت است. در این باندهای انرژی ، سیستم های باینری معمولی کاملاً نامرئی هستند ، اما باینری های اشعه گاما تابش شدید غیر گرمایی ایجاد می کنند و به نظر می رسد شدت آنها با توجه به دوره های مداری آنها از چند روز تا چند سال افزایش و کاهش می یابد.

هنگامی که باینری های اشعه گاما به عنوان یک کلاس اخترفیزیکی جدید ایجاد شد ، به سرعت مشخص شد که آنها باید با یک مکانیزم شتابدهی بسیار موثر کار کنند. در حالی که ذرات شتاب دهنده TeV دهه ها در بقایای یک ابرنواختر به طول می انجامد ، که شتاب دهنده های فضایی شناخته شده هستند ، باینری های اشعه گاما انرژی الکترون را فقط در عرض ده ثانیه به بالای 1 TeV می رسانند. بنابراین ، باینری های اشعه گاما را می توان یکی از کارآمدترین شتاب دهنده های ذرات در جهان دانست.

علاوه بر این ، شناخته شده است که برخی از باینری های اشعه گاما پرتوهای گامای قوی با انرژی چند مگا الکترون ولت (MeV) منتشر می کنند. در حال حاضر مشاهده اشعه گاما در این باند دشوار است. آنها فقط توسط حدود 30 جرم آسمانی در کل آسمان کشف شده اند. اما این واقعیت که چنین باینری هایی حتی در این باند انرژی نیز تابش شدیدی ایجاد می کنند ، به طور قابل توجهی در رمز و راز اطراف آنها نقش دارد و روند بسیار م effectiveثر تسریع ذرات در حال وقوع در آنها را نشان می دهد.

تاکنون حدود 10 باینری اشعه گاما در کهکشان پیدا شده است – در مقایسه با بیش از 300 باینری اشعه ایکس که وجود آنها مشخص است. اینکه چرا باینری های اشعه گاما بسیار نادر هستند ناشناخته است و در حقیقت ماهیت واقعی مکانیسم شتاب آنها یک معما است.

تحقیقات قبلی نشان داده است که باینری اشعه گاما معمولاً از یک ستاره اصلی عظیم که وزن آن 20-30 برابر جرم خورشید است و یک ستاره ماهواره ای که باید یک ستاره جمع و جور باشد تشکیل شده است ، اما در بسیاری از موارد مشخص نبود. ، خواه ستاره جمع و جور یک سیاهچاله باشد یا یک ستاره نوترونی. تیم تحقیقاتی تجربه خود را با فهمیدن قضیه آغاز کردند.

یکی از مستقیم ترین شواهد در مورد وجود یک ستاره نوترونی ، تشخیص ضربان های دوره ای سریع است که با چرخش ستاره نوترونی در ارتباط هستند. تشخیص چنین لرزشی از باینری اشعه گاما تقریباً قطعاً سناریوی سیاهچاله را رد می کند.

در این پروژه ، تیم بر روی LS 5039 متمرکز شد ، که در سال 2005 افتتاح شد ، و هنوز هم موقعیت خود را به عنوان درخشان ترین جفت اشعه گاما در اشعه X و اشعه گاما حفظ می کند. در حقیقت ، تصور می شد که این اشعه گاما دودویی به دلیل تابش اشعه X و اشعه TeV دارای یک ستاره نوترونی است. با این حال ، تاکنون تلاش برای شناسایی چنین پالس هایی با امواج رادیویی و اشعه ایکس نرم انجام شده است – و از آنجا که امواج رادیویی و اشعه ایکس نرم تحت تأثیر بادهای ستاره ای ستاره اصلی قرار دارند ، تشخیص چنین پالس های دوره ای موفقیت آمیز نبوده است.

این بار برای اولین بار ، تیم بر روی باند اشعه X جامد (> 10 keV) و داده های مشاهده از LS 5039 جمع آوری شده توسط ردیاب اشعه ایکس جامد (HXD) روی تلسکوپ های فضایی سوزاکو (بین 9 تا 15 سپتامبر 2007) تمرکز کردند. NuSTAR (بین 1 تا 5 سپتامبر 2016) – در واقع ، دوره مشاهده شش روزه سوزاکو طولانی ترین مدت استفاده از اشعه ایکس جامد بود.

هر دو مشاهده ، اگرچه با نه سال از هم جدا شدند ، اما شواهدی از یک ستاره نوترونی را در هسته LS 5039 ارائه داد: سیگنال دوره ای از سوزاکو با مدت زمان حدود 9 ثانیه. احتمال این که این سیگنال ناشی از نوسانات آماری باشد فقط 0.1 درصد است. NuSTAR همچنین سیگنال پالس بسیار مشابهی را نشان داد ، اگرچه اهمیت پالس کمتر بود – به عنوان مثال داده های NuSTAR فقط مقدماتی بودند. با ترکیب این نتایج ، نتیجه گیری شد که دوره چرخش هر سال 0.001 ثانیه افزایش می یابد.

بر اساس دوره چرخش استخراج شده و میزان افزایش آن ، تیم سناریوهای ناشی از چرخش و پیشرانه را رد کردند و دریافتند که انرژی مغناطیسی ستاره نوترونی تنها منبع انرژی است که می تواند LS 5039 را تأمین کند. میدان مغناطیسی مورد نیاز به 10 می رسد11 T ، که 3 مرتبه بزرگتر از ستاره های معمولی نوترونی است. این مقدار در میان اصطلاحاً مگنتارها ، یک زیر کلاس از ستاره های نوترونی است که دارای چنین میدان مغناطیسی بسیار قوی هستند. دوره پالس 9 ثانیه ای خاص مغناطیسی است و این میدان مغناطیسی قوی مانع از گرفتن باد ستاره ای ستاره اصلی توسط یک ستاره نوترونی می شود ، این ممکن است توضیح دهد که چرا LS 5039 ویژگی های مشابه تپ اخترهای اشعه X را نشان نمی دهد (تپ اخترهای ریل X معمولاً نشان داده می شوند در سیستم های باینری اشعه ایکس که بادهای ستاره ای توسط ماهواره آنها اسیر می شوند).

جالب اینجاست که 30 مغناطیس کشف شده تاکنون به عنوان ستاره های منزوی یافت شده اند ، بنابراین وجود آنها در باینری های اشعه گاما یک ایده اساسی تلقی نمی شود. علاوه بر این فرضیه جدید ، تیم منبعی را پیشنهاد می کند که از طریق انتشار غیر حرارتی در داخل LS 5039 تغذیه می کند – آنها نشان می دهند که این انتشار ناشی از تعامل بین میدان های مغناطیسی مغناطیس و بادهای ستاره ای متراکم است. در حقیقت ، محاسبات آنها حاکی از آن است که اگر پرتوهای گاما با انرژی چند مگا الکترون ولت ، که مشخص نیست ، در صورت تولید در ناحیه ای با میدان مغناطیسی بسیار قوی نزدیک یک مغناطیس ، می توانند بسیار ساطع شوند.

این نتایج به طور بالقوه رمز و راز ماهیت جسم جمع و جور را در LS 5039 و سازوکار اصلی که سیستم باینری را تأمین می کند ، حل می کند. با این حال ، برای روشن ساختن یافته های آنها ، به مشاهدات و اصلاحات بیشتر تحقیقات آنها نیاز است.


رمز و راز سیستم غیر معمول ستاره نوترونی ، به لطف هزاران داوطلب ، پس از 20 سال فاش شد


اطلاعات بیشتر:
H. Yoneda و همکاران علامت ضربان اشعه X جامد از سیستم باینری پرتو γ LS 5039 ، نامه های معاینه فیزیکی (2020) DOI: 10.1103 / PhysRevLett.125.111103

تهیه شده توسط بنیاد کاولی

نقل قول: روشن ترین سیستم اشعه گاما بن گلکسی را می توان با استفاده از مگنتار (2020 ، 27 نوامبر) ، در 27 نوامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-11-galaxy بازیابی کرد -Bightest-اشعه گاما-باینری .html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir