Kun tähdet saavuttavat pääsekvenssinsä lopun, niihin kohdistuu painovoimaromahdus, joka syrjäyttää uloimmat kerroksensa supernovan räjähdyksessä. Jäljelle jäänyt on tiheä, kehruuydin, joka koostuu pääasiassa neutroneista (aka. Neutronitähti), joista vain 3000 tiedetään olevan Linnunradan galaksissa. Vielä harvempi osa neutrontähteistä on magnetaareja, joista vain kaksi tusinaa tunnetaan galaksissamme.
Nämä tähdet ovat erityisen salaperäisiä, ja niillä on erittäin voimakkaita magneettikenttiä, jotka ovat melkein tarpeeksi tehokkaita niiden erottamiseksi toisistaan. Ja kansainvälisten tähtitieteilijäryhmän uuden tutkimuksen ansiosta näyttää siltä, että näiden tähtien mysteeri on vain syventynyt entisestään. Ryhmä havaitsi radio- ja röntgenkeskusten sarjojen tietojen perusteella viime vuonna magnetaria, joka oli ollut lepotilassa noin kolme vuotta, ja käyttäytyy nyt hieman eri tavalla.
Tutkimus, jonka otsikko on ”Magnetar PSR J1622–4950 herättäminen: havainnot MeerKAT: n, Parkes, XMM-Newton, nopea, Chandraja NUSTAR, Ilmestyi äskettäin The Astrophysical Journal. Ryhmää johti tohtori Fernando Camilo - Etelä-Afrikan radioastronomian observatorion (SARAO) päätutkija - ja siihen kuului yli 200 jäsentä useista yliopistoista ja tutkimuslaitoksista ympäri maailmaa.
Magnetaarit ovat niin kutsuttuja, koska niiden magneettikentät ovat jopa 1000 kertaa vahvempia kuin tavallisten sykkivien neutronitähteiden (alias. Pulsars). Näihin kenttiin liittyvä energia on niin voimakas, että se melkein hajottaa tähdet toisistaan, aiheuttaen niiden olevan epävakaita ja niiden fysikaalisten ominaisuuksien ja sähkömagneettisten päästöjen suhteen suuri vaihtelu.
Kaikkien magnetaarien tiedetään lähettävän röntgensäteitä, mutta vain neljän tiedetään lähettävän radioaaltoja. Yksi näistä on PSR J1622-4950 - magneetti, joka sijaitsee noin 30 000 valovuoden päässä maasta. Vuodesta 2015 lähtien tämä magneetti oli ollut lepotilassa. Mutta kuten ryhmä ilmoitti tutkimuksessaan, Australian CSIRO Parkesin radioteleskooppia käyttävät tähtitieteilijät totesivat sen aktivoivan uudelleen 26. huhtikuuta 2017.
Tuolloin magneetti säteili kirkkaita radiopulsseja neljän sekunnin välein. Muutama päivä myöhemmin Parkes suljettiin osana kuukauden mittaista suunniteltua huolto-ohjelmaa. Noin samaan aikaan Etelä-Afrikan MeerKAT-radioteleskooppi aloitti tähtiä tarkkailun, huolimatta siitä, että se oli vielä rakenteilla ja vain 16 sen 64 radioastiasta oli saatavilla. Tohtori Fernando Camilo kuvaa keksintöä äskettäisessä SKA South Africa -lehdistötiedotteessa:
”MeerKAT-havainnot osoittautuivat kriittisiksi niiden harvojen röntgenfotonien kannalta, jotka otimme talteen NASAn kiertävillä teleskoopeilla - ensimmäistä kertaa röntgenpulssit on havaittu tähtäältä joka 4. sekunti. Yhdessä sanottuna, tänään ilmoitetut havainnot auttavat meitä kehittämään paremman kuvan aineen käyttäytymisestä uskomattoman äärimmäisissä fyysisissä olosuhteissa, täysin toisin kuin mitä maapallolla voi kokea ”.
Sen jälkeen kun ensimmäiset havainnot tehtiin Parkesin ja MeerKAT-observatorioissa, seurantahavainnot suoritettiin käyttämällä XMM-Newton-röntgentila-observatorioa, Swift Gamma-Ray Burst Mission -tapahtumaa, Chandra-röntgen-observatorioa ja ydinspektroskooppisen teleskooppimatriisin ryhmää. (NUSTAR). Näillä yhdistetyillä havainnoilla ryhmä havaitsi joitain erittäin mielenkiintoisia asioita tästä magneettista.
Yhden osalta he määrittivät, että PSR J1622-4950: n radion tiheys, vaikkakin muuttuva, oli noin 100 kertaa suurempi kuin se oli lepotilassaan. Lisäksi röntgenvirta oli vähintään 800 kertaa suurempi kuukauden kuluttua uudelleenaktivoinnista, mutta alkoi hajoa eksponentiaalisesti 92-130 päivän ajanjakson aikana. Radiohavainnot kuitenkin havaitsivat jotain magnetarin käyttäytymisessä, mikä oli aika odottamatonta.
Vaikka kokonaisgeometria, joka johdettiin PSR J1622-4950: n radiosäteilystä, oli yhdenmukainen usean vuoden ajan määritellyn kanssa, heidän havaintonsa osoittivat, että radiosäteilyt tulivat nyt eri kohdasta magnetosfäärissä. Tämä osoittaa ennen kaikkea kuinka magnetaarien radiosäteily voi poiketa tavallisista pulsaareista.
Tämä löytö on myös validoinut MeerKAT-observatorion maailmanluokan tutkimusvälineeksi. Tämä observatorio on osa Square Kilometre Array (SKA) - moniradio teleskooppiprojekti, joka rakentaa maailman suurimman radioteleskoopin Australiaan, Uuteen-Seelantiin ja Etelä-Afrikkaan. MeerKAT käyttää puolestaan 64 radioantennia keräämään radiokuvia maailmankaikkeudesta auttaakseen tähtitieteilijöitä ymmärtämään, kuinka galaksit ovat kehittyneet ajan myötä.
Näiden kaukoputkien keräämän suuren tiedon määrän vuoksi MeerKAT luottaa sekä huipputekniikkaan että erittäin pätevään operaattoritiimiin. Kuten Abbott totesi, "meillä on ryhmä Etelä-Afrikan ja maailman kirkkaimpia insinöörejä ja tutkijoita, jotka työskentelevät projektin parissa, koska ongelmat, jotka meidän on ratkaistava, ovat erittäin haastavia ja houkuttelevat parasta".
MeerKAT-tiimin panostuksesta vaikutti myös neliömetrikilometrijärjestelmän kehittämistä johtavan SKA-organisaation pääjohtaja Prof Phil Diamond. Kuten hän totesi SKA: n lehdistötiedotteessa:
”Hyvin tehty kollegoilleni Etelä-Afrikassa tästä erinomaisesta saavutuksesta. Tällaisten kaukoputkien rakentaminen on erittäin vaikeaa, ja tämä julkaisu osoittaa, että MeerKAT on valmistautumassa liiketoimintaan. Yhtenä SKA-esiasteen teleskoopeista tämä on hyvä SKA: lle. MeerKAT integroidaan lopulta SKA-puolivälissä sijaitsevan kaukoputken vaiheeseen 1, jolloin käytettävissämme olevat astiat saavat vuoteen 197, jolloin syntyy planeetan tehokkain radioteleskooppi ”.
Kun SKA siirtyy verkkoon, se on yksi maailman tehokkaimmista maanpäällisistä kaukoputkista ja noin 50 kertaa herkempi kuin mikään muu radiolaite. Yhdessä muiden seuraavan sukupolven maapallon ja avaruusteleskooppien kanssa sen, mitä se paljastaa maailmankaikkeudestamme ja kuinka se kehittyi ajan myötä, odotetaan olevan todella uraauurtavaa.
Edelleen Lukeminen: SKA Africa, SKA, The Astrophysical Journal
