کشف يک آهنربا با میدان مغناطیسی بی‌نهایت قوی در قلب کهکشان راه شيري

PSR J1745-2900

 ستاره‌شناسان در آخرین مطالعات خود موفق به کشف یک آهنربا در قلب کهکشان راه شیری شدند.این تپ‌اختر آهنربا دارای میدان مغناطیسی بی‌نهایت قوی بوده و محققان را قادر به بررسی مستقیم سیاهچاله حاضر در قلب کهکشان راه شیری می‌کند.

تیمی بین‌المللی از دانشمندان به رهبری موسسه نجوم رادیویی ماکس پلانک، برای نخستین بار قدرت میدان مغناطیسی حول این منبع مرکزی را اندازه‌گیری کردند و نشان دادند که این منبع توسط میدان‌های مغناطیسی تغذیه می‌شود.

این میدان‌های مغناطیسی جریان جرم به درون سیاهچاله را کنترل کرده و انتشارات اشعه‌ایکس این دام گرانشی را توضیح می‌دهند.کشف این تپ‌اختر که حول سیاهچاله ابرغول‌پیکر (به نام Sagittarius A) در مرکز کهکشان راه شیری می‌چرخد، طی 20 سال گذشته یکی از مهم‌ترین اهداف منجمان تپ‌اختر بوده است.

تپ‌اخترها که ساعت‌های کیهانی بی‌نهایت دقیقی هستند، می‌توانند برای اندازه‌گیری ویژگی‌های زمان و فضا حول این شی و همچنین بررسی امکان توضیح دشوارترین آزمایش‌ها توسط نظریه انشتین به کار روند.

مدت کوتاهی پس از اعلام منبع خیره‌کننده اشعه ایکس در مسیر مرکز کهکشانی توسط تلسکوپ Swift ناسا و کشف ضربان‌های با دوره 3.76 ثانیه توسط تلسکوپ NuSTAR ناسا، یک برنامه رادیویی در رصدخانه رادیویی Effelsberg متعلق به موسسه نجوم رادیویی ماکس پلانک آغاز شد.

در نخستین تلاش دانشمندان حاضر در این پروژه تپ‌اختر به وضوح قابل‌مشاهده نبود زیرا تعدادی از تپ‌اخترها مشاهداتی را برای شناسایی‌شدن می‌طلبند. در تلاش دوم، تپ‌اختر مطلوب در باند رادیویی فعال شده بود و بسیار شفاف به نظر می‌رسید.

چون این تپ‌اختر بسیار خاص بود، تیم تحقیقاتی تلاش فراوانی را برای اثبات این نکته به کار برد که این کشف، جرمی واقعی در فضای عمیق بوده و این که تاخیر در شناسایی آن به دلیل تداخل رادیویی موجود بر روی زمین نبود.تپ‌اختر جدید که PSR J1745-2900 نام گرفته، به زیرگروه ویژه‌ای از تپ‌اخترها به نام «مگنتارها» (magnetars) تعلق دارد.

مگنتارها، تپ‌اخترهایی با میدان‌های مغناطیسی فوق‌العاده قوی هستند که قدرت میدان‌های آن‌ها هزار برابر قوی‌تر از میدان‌های مغناطیسی ستاره‌های نوترونی معمولی و همچنین صد هزار میلیارد برابر میدان مغناطیسی زمین است.

انتشار حاصل از این اجرام تا حد زیادی قطبی‌شده است و می‌توان از اندازه‌گیری‌های چرخش پلاریزاسیون ناشی از یک میدان مغناطیسی خارجی (اثر فارادای) برای نتیجه‌گیری قدرت میدان مغناطیسی تپ‌اختر استفاده کرد.قدرت میدان مغناطیسی در سیاهچاله واقع در مرکز کهشکان راه شیری مشخصه‌ مهمی است.این سیاهچاله به تدریج پیرامون خود (به ویژه گاز یونیزه‌شده اصلی) را در فرایند رشد پیوسته‌اش می‌بلعد.میدان‌های مغناطیسی ناشی از این گاز در حال سقوط می‌تواند بر ساختار و دینامیک جریان رشد تاثیر بگذارد و حتی مانع از این فرایند شود.

تپ‌اختر جدید امکان انداز‌ه‌گیری‌های قدرت میدان مغناطیسی را در آغاز جریان رشد فراهم کرده و این امر نشان می‌دهد که یک میدان مغناطیسی قوی و در مقیاس بزرگ وجود دارد.تاکنون مغناطیس‌شدن این گاز که پارامتر مهمی بوده و ساختار جریان رشد به سیاهچاله مرکزی را تعیین می‌کند، ناشناخته باقی مانده است.

منبع : space

 

Odd Star Reveals Magnetic Field Around Milky Way's Monster Black Hole

 A strange, pulsing star has revealed a powerful magnetic field around the giant black hole at the heart of Earth’s Milky Way galaxy, scientists say.

The finding may help shed light on how the galaxy's supermassive black hole devours matter around it and spits out powerful jets of superhot matter, the researchers added.

The center of virtually every large galaxy is suspected to host a supermassive black hole with a mass that can range from millions to billions of times the mass of the sun. Astronomers think the Milky Way's core is home to the monster black hole called Sagittarius A* — pronounced "Sagittarius A-star" — that is about 4 million times the mass of Earth's sun.
Scientists want to learn more about how black holes distort the universe around them, hoping to see if the leading theory regarding black holes, Einstein's theory of general relativity, holds up or if new concepts might be necessary. One way to see how black holes warp space and time is by looking at clocks near them. Cosmic versions of clocks are known as pulsars — rapidly spinning neutron stars that regularly give off pulses of radio waves.
 Pulsar tells the tale

Astronomers have been searching for pulsars near Sagittarius A* for the past 20 years.

Earlier this year, NASA's NuSTAR telescope helped confirm the existence of such a pulsar apparently less than half a light-year away from the black hole, one that pulsates radio signals every 3.76 seconds. Scientists quickly analyzed the pulsar using the Effelsberg Radio Observatory of the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany.

"On our first attempt, the pulsar was not clearly visible, but some pulsars are stubborn and require a few observations to be detected," said study lead author Ralph Eatough, an astrophysicist at the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany. "The second time we looked, the pulsar had become very active in the radio band and was very bright. I could hardly believe that we had finally detected a pulsar in the galactic center.

Additional observations were performed in parallel and subsequently with other radio telescopes around the world. "We were too excited to sleep in between observations," said study co-author Evan Keane from the Jodrell Bank Observatory in England.

The newfound pulsar, named PSR J1745-2900, belongs to a rare kind of pulsars known as magnetars, which only make up about 1 out of every 500 pulsars found to date. Magnetars possess extremely powerful magnetic fields, ones about 1,000 times stronger than the magnetic fields of ordinary neutron stars, or 100 trillion times the Earth's magnetic field.

The radio pulses from magnetars are highly polarized, meaning these signals oscillate along one plane in space. This fact helped the researchers detect a magnetic field surrounding Sagittarius A*.

Black hole magnetic field revealed

Black holes swallow their surroundings, mainly hot ionized gas, in a process of accretion. Magnetic fields threading within this accretion flow can influence how this infalling gas is structured and behaves.

"The magnetic field we measure around the black hole can regulate the amount of matter the black hole eats and could even cause it to spit matter out in so-called jets," Eatough told SPACE.com. "These measurements are therefore of great importance in understanding how supermassive black holes feed, a process that can affect galaxy formation and evolution."

As radio signals traverse the magnetized gas around black holes, the way they are polarized gets twisted depending on the strength of the magnetic fields. By analyzing radio waves from the magnetar, the researchers discovered a relatively strong, large-scale magnetic field pervades the area surrounding Sagittarius A*.

In the area around the pulsar, the magnetic field is about 100 times weaker than Earth's magnetic field. However, "the field very close to the black hole should be much stronger — a few hundred times the Earth's magnetic field," Eatough said.

If the magnetic field generated by the infalling gas is accreted down to the event horizon of the black hole — its point of no return — that could help explain the radio and X-ray glow long associated with Sagittarius A*, researchers added.

"It is amazing how much information we can extract from this single object," said study co-author Adam Deller at the Netherlands Institute for Radio Astronomy in Dwingeloo.
 Astronomers predict there should be thousands of pulsars around the center of the Milky Way. Despite that, PSR J1745-2900 is the first pulsar discovered there. "Astronomers have searched for decades for a pulsar around the central black hole in our galaxy, without success. This discovery is an enormous breakthrough, but it remains a mystery why it has taken so long to find a pulsar there," said study co-author Heino Falcke at Radboud Universiteit Nijmegen in the Netherlands.

"It could be the environment is very dense and patchy, making it difficult to see other pulsars," Eatough added.

The researchers cannot test the leading theory regarding black holes using PSR J1745-2900 — they cannot measure the way it warps space-time accurately enough, since the pulsar is slightly too far away from Sagittarius A* and, being relatively young, its spin is too variable. The researchers suggest pulsars that are closer to the black hole and are older with less variable spins could help test the theory.

"If there is a young pulsar, there should also be many older ones. We just have to find them," said study co-author Michael Kramer, director of the Max Planck Institute for Radio Astronomy.

The scientists detailed their findings online Aug. 14 in the journal Nature.

 

پاسخ بدهید

وارد کردن نام و ایمیل اجباری است | در سایت ثبت نام کنید یا وارد شوید و بدون وارد کردن مشخصات نظر خود را ثبت کنید *

*