Questo studio determina le proprietà di esplosione delle magnetar transitorie più ricorrenti


Posizioni delle esplosioni di SGR J1935+2154 rilevate con GBM. La posizione della magnetar è contrassegnata da un cerchio arancione con una croce. I cerchi e i triangoli aperti rappresentano rispettivamente esplosioni innescate e non innescate.

Utilizzando le navicelle spaziali Fermi e Swift della NASA, gli astronomi hanno studiato SGR J1935+2154, la magnetar transitorioa più ricorrente finora conosciuta. La nuova ricerca fa più luce sulle proprietà di scoppio di questo oggetto. Lo studio è descritto in dettaglio in un articolo pubblicato il 23 marzo sul pre-print arXiv.

Le magnetar sono stelle di neutroni con campi magnetici estremamente forti, più di 1 quadrilione di volte più forti del campo magnetico terrestre. Il decadimento dei campi magnetici nelle magnetar alimenta l’emissione di radiazioni elettromagnetiche ad alta energia, ad esempio sotto forma di raggi X o onde radio.

Scoperta nel 2014, SGR J1935+2154 ha un periodo di spin di 3,24 secondi, un tasso di spin-down di 14,3 picosecondi/secondo e un campo dipolo-magnetico con una forza a un livello di circa 220 trilioni di G, cosa che conferma la sua natura magnetica. Dalla sua rilevazione, la sorgente ha subito più di 100 esplosioni, che si verificano quasi ogni anno.

Un team di astronomi guidato da Lin Lin della Beijing Normal University, Cina, ha studiato la SGR J1935+2154 utilizzando Fermi e Swift. Le osservazioni si sono concentrate su 127 brevi raffiche che hanno avuto luogo tra il 2014 e il 2016.

“Riportiamo i risultati della nostra ampia ricerca di brevi raffiche da questa prolifica magnetar transitoria utilizzando un metodo a blocchi bayesiani per cercare i dati di Swift/BAT e Fermi/GBM”, hanno scritto gli astronomi nel documento.

Secondo lo studio, il 97% delle esplosioni osservate si sono verificate durante quattro episodi di scoppio attivo, il che rende SGR J1935+2154 la più prolifica magnetar transitoria ad oggi. In generale, le magnetar transitorie prolifiche sono sorgenti che emettono più di 10 scoppi durante un episodio di scoppio attivo.

Gli astronomi hanno notato che l’energia totale emessa nel loro campione di scoppio è di 0,000062 erg/cm2, che corrisponde a 1,5 duodecillion erg, se la distanza stimata per SGR J1935+2154 (circa 29.300 anni luce) è vera.

Si è constatato che l’aumento persistente del flusso di raggi X di SGRJ1935+2154 è modesto all’inizio di ogni scoppio e il suo valore è stato modificato da fattori da 5 a 10. Questo valore è molto più basso rispetto a quello della maggior parte delle magnetar transitorie, in quanto di solito mostrano che l’aumento del flusso di raggi X è compreso tra 50 e 100 all’inizio dell’attivazione.

Le osservazioni hanno rivelato che la maggior parte delle esplosioni negli episodi attivi del 2014 e del 2015 ha avuto luogo il primo giorno dell’episodio, prima di decadere successivamente nell’arco di 100 giorni. Gli astronomi hanno aggiunto che due episodi nel 2016 sono iniziati con due o tre scoppi e che due scoppi di quell’anno sono stati più luminosi all’inizio rispetto a quelli del 2014 e del 2015, decadendo rapidamente a livello quiescente.

“Questa connessione tra i vari scoppi indica fortemente che l’energia totale rilasciata in brevi scoppi ha accelerato la dissolvenza dello scoppio persistente (almeno una componente dell’emissione persistente)”, hanno concluso i ricercatori.

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