Ένα νέο ρεκόρ για το ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο στο σύμπαν
Οι επιφάνειες των άστρων νετρονίων έχουν μαγνητικά πεδία ισχυρότερα από οτιδήποτε άλλο γνωρίζουμε. Ωστόσο, όλα τα αστέρια νετρονίων δεν είναι ίδια, και η μέτρηση αυτών των πεδίων μπορεί να είναι δύσκολη, πράγμα που σημαίνει ότι δεν ξέρουμε πόσο επικά μπορεί να είναι αυτά τα πεδία. Μια νέα μέτρηση σπάει το προηγούμενο ρεκόρ κατά εξήντα τοις εκατό.
Το Astrophysical Journal Letters αναφέρει ένα μαγνητικό πεδίο 1,6 δισεκατομμυρίων Tesla στο σύστημα Swift J0243.6+6124, ξεπερνώντας το ρεκόρ του 1 δισεκατομμυρίου Tesla που σημειώθηκε το 2020. Αντί για πωλήσεις αυτοκινήτων πέρα από τα πιο τρελά όνειρα του Elon Musk, ο αριθμός αντιπροσωπεύει περίπου 150 εκατομμύρια φορές δύναμη του μαγνήτη στο πιο ισχυρό μηχάνημα μαγνητικής τομογραφίας στον κόσμο ή 300 δισεκατομμύρια φορές ένας μαγνήτης ψυγείου, αν αυτή είναι η μονάδα της επιλογής σας. Ακούγεται ακόμα πιο εντυπωσιακό ως 16 τρισεκατομμύρια Gauss. Αυτή δεν είναι μια περίπτωση όπου η ανθρωπότητα έχει νικήσει τη φύση στο εργαστήριο ή ακόμα και κοντά.
Για να προσδιορίσουν αυτή την τιμή, ο Ling-Da Kong του Κινεζικού Ινστιτούτου Φυσικής Υψηλής Ενέργειας και οι συγγραφείς του μελέτησαν το φάσμα ακτίνων Χ του συστήματος αναζητώντας γραμμές απορρόφησης κυκλοτρονίων κατά την ισχυρή έκρηξη του συστήματος το 2017, χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Insight-HXMT. Όσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια αυτών των γραμμών, τόσο ισχυρότερο είναι το πεδίο που απαιτείται για την παραγωγή τους. Σε αυτήν την περίπτωση οι γραμμές φάνηκαν έως και 146 keV.
Είναι σύνηθες φαινόμενο τα αστέρια νετρονίων να έχουν ισχυρά μαγνητικά πεδία. Μερικά είναι τόσο ισχυρά που έχουν κερδίσει το όνομα magnetars. Ωστόσο, δεν είναι πάντα δυνατό να μετρήσουμε αυτά τα πεδία από την ασφάλεια της απόστασής μας.
Στην περίπτωση των στενών δυαδικών, συμπεριλαμβανομένου του Swift J0243.6+6124, το ισχυρό βαρυτικό πεδίο του αστέρα νετρονίων (το ισχυρότερο στο σύμπαν εκτός από τις μαύρες τρύπες) αντλεί αέριο από το συνοδό του αστέρι, σχηματίζοντας έναν δίσκο προσαύξησης. Το πλάσμα στο δίσκο επηρεάζεται τόσο από το βαρυτικό όσο και από το μαγνητικό πεδίο και πέφτει στην επιφάνεια του αστέρα νετρονίων κατά μήκος των γραμμών του μαγνητικού πεδίου, απελευθερώνοντας ακτίνες Χ στη διαδικασία.
Δεδομένου ότι τα αστέρια νετρονίων περιστρέφονται, αυτές οι ακτίνες Χ σχηματίζουν παλμούς όπως φαίνονται από τη Γη. Τα ηλεκτρόνια που κινούνται στο μαγνητικό πεδίο απορροφούν μερικές από αυτές τις ακτίνες Χ, σε μια πολύ πιο ισχυρή εκδοχή των κυκλοτρονίων που κατασκευάστηκαν στη Γη τόσο για βασική έρευνα όσο και για ακτινοθεραπεία. Όσο πιο ισχυρό είναι το μαγνητικό πεδίο, τόσο υψηλότερη ενέργεια ακτίνες Χ μπορούν να απορροφήσουν τα ηλεκτρόνια, επομένως η υψηλότερη γραμμή απορρόφησης ενέργειας παρέχει ένα μέτρο του πεδίου κοντά στην επιφάνεια του άστρου.
Υπερφωτεινοί πάλσαρ ακτίνων Χ έχουν παρατηρηθεί σε άλλους γαλαξίες, αλλά ο Swift J0243.6+6124 είναι ο πρώτος που βρέθηκε στον Γαλαξία. Η σχετική εγγύτητά του με τη Γη έδωσε στους αστρονόμους την ευκαιρία να δοκιμάσουν την υπόθεση ότι η φωτεινότητα αυτών των αντικειμένων είναι συνέπεια ακραίων μαγνητικών πεδίων. Η γραμμή απορρόφησης 146 keV - η πρώτη που ανιχνεύθηκε από ένα τόσο ισχυρό πάλσαρ ακτίνων Χ - με την προϋπόθεση ότι οι αστρονόμοι αναζητούσαν την απόδειξη. Το πεδίο 1,6 δισεκατομμυρίων Τέσλα που απαιτείται για την κατασκευή της γραμμής είναι επίσης περίπου δέκα φορές ισχυρότερο από ό,τι είχαν υπολογίσει οι αστρονόμοι χρησιμοποιώντας διάφορες έμμεσες τεχνικές.
Οι ίδιες μετρήσεις δείχνουν ότι το μαγνητικό πεδίο του Swift J0243.6+6124 είναι πολύπλοκο και ασύμμετρο, αντί για ένα απλό δίπολο, κάτι που είναι ύποπτο αλλά ανεπιβεβαίωτο για άλλα αστέρια νετρονίων.
Είναι σύνηθες φαινόμενο αστέρια σε πολύ σφιχτές τροχιές που διαρκούν μόνο λίγες μέρες να μεταφέρουν υλικό, αλλά είναι μια μαρτυρία της δύναμης του αστέρα νετρονίων στο Swift J0243.6+6124 που καταφέρνει να τραβήξει υλικό από έναν σύντροφο σε μια τροχιά 28 ημερών.
