NICER entdeckt "Hot Spot" bei Magnetar-Verschmelzung
11 Mar. 2022
Das NICER-Observatorium der NASA an Bord der Internationalen Raumstation macht eine einzigartige astrophysikalische Erstbeobachtung.
NICER (das quadratisch angeordnete Array in der Bildmitte) an der Außenseite der ISS. Bildnachweis: NASA
Ein einzigartiges, hochfliegendes Observatorium an Bord der Internationalen Raumstation hat kürzlich eine einmalige Entdeckung eines bizarren astrophysikalischen Objekts abgeschlossen.
In der Nacht des 10. Oktober 2020 entdeckte das orbitale Neil Gehrels Swift Observatorium eine anomale Quelle: einen schnell rotierenden Magnetar, der im Röntgenspektrum alle 10,4 Sekunden blinkt. Das Neil Gehrels Swift Observatorium ist darauf ausgelegt, Gammastrahlenausbrüche zu verfolgen, entdeckt aber gelegentlich auch andere interessante Quellen, während es den Himmel im sichtbaren Licht-/Röntgen-/Gammastrahlenspektrum absucht.
Diese Entdeckung wurde bald als SGR 1830-0645 bezeichnet, benannt nach ihrer Position in Rektaszension und Deklination am Himmel. Die schnelle Reaktion von Swift ermöglichte es Forschern, die Entdeckung mit dem Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) weiter zu verfolgen, um die Quelle detaillierter zu untersuchen. NICER wurde am 3. Juni 2017 an Bord einer SpaceX Falcon-9-Rakete mit CRS-11 gestartet und ist an der Außenseite der Station an der Integrated Truss Structure befestigt. Bestehend aus 56 weichen Röntgendetektoren, scannt NICER den Himmel einmal pro 90 Umläufe im Bereich von 0,2 bis 12 Kiloelektronenvolt, einem Spektralbereich, der nur oberhalb der Erdatmosphäre durchlässig ist. NICER ist spezialisiert auf die präzise Zeitmessung und Untersuchung des Inneren von Neutronensternen, was besonders im seltsamen Fall von SGR 1830-0645 geeignet ist.
Ein Neutronenstern ist das Überbleibsel eines Sterns mit 10-25 Sonnenmassen, der nach einer Supernova-Explosion als dichter, stadtgroßer rotierender Kern entstand. Mit etwa 1,4 Sonnenmassen, die auf einen Durchmesser von etwa 10 Kilometern zusammengedrückt sind, wird ein Neutronenstern durch den sogenannten Neutronenentartungsdruck.
vor weiterem Kollaps bewahrt.
Eine künstlerische Darstellung des rotierenden Magnetars SGR 1830-0645. Bildnachweis: NASA.
Die Unterart des Neutronensterns, bekannt als Magnetar, ist noch eigenartiger. Ein Magnetar besitzt ein Magnetfeld, das tausendfach stärker ist als das eines gewöhnlichen Neutronensterns. Dieses starke Magnetfeld kann die dicke Kruste des Magnetars stören und heftige energetische Ausbrüche von Röntgenpulsen auslösen, wie sie bei SGR 1830-0645 beobachtet wurden.
NICER bemerkte auch etwas Merkwürdiges an dem Magnetar SGR 1830-0645; die Röntgenblitze traten in Dreiergruppen auf. NICER beobachtete, wie das Trio von Ausbrüchen mit jeder schnellen Rotation in der Dauer enger wurde. NICER konnte den Magnetar über einen Monat lang verfolgen, bis er im November 2020 zu nah an der Sonne stand, um weiter beobachtet zu werden.
Ein 37-Tage-Diagramm der sich verschmelzenden Röntgen-Hotspots auf der Oberfläche von SGR 1830-0645. Bildnachweis: NASA/NICER„NICER verfolgte, wie drei helle, Röntgen-emittierende Hotspots langsam über die Oberfläche des Objekts wanderten und dabei auch an Größe abnahmen, was den bisher besten Einblick in dieses Phänomen bietet“, sagt George Younes (George Washington University/NASA/GSFC) in einer aktuellen Pressemitteilung
. „Der größte Hotspot verschmolz schließlich mit einem kleineren, was wir zuvor noch nicht gesehen hatten.“
Trotz der ‚SGR‘-Bezeichnung für Schütze befindet sich SGR 1830-0645 im nahegelegenen Sternbild Schild, ganz in der Nähe des mit bloßem Auge sichtbaren Sterns Alpha Scuti. Es liegt sehr nahe an der galaktischen Ebene in etwa 13.000 Lichtjahren Entfernung, etwa auf halbem Weg vom Sonnensystem zum galaktischen Kern.
Die Position von SGR 1830-0645 am Himmel. Bildnachweis: Dave Dickinson/Stellarium.Die Entdeckung unterstreicht die Fähigkeit von NICER, Oberflächendetails und Aktivitäten auf einem Magnetar zu erkennen, der Tausende von Lichtjahren entfernt ist. Dies zeigt auch den Wert der Internationalen Raumstation als astrophysikalische Beobachtungsplattform, die Instrumente wie NICER und den Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-2) mit Energie versorgen kann. NICER beherbergt auch den Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology (SEXTANT
), ein Pulsar-Zeitmess-Experiment, das die Machbarkeit der Nutzung von Pulsaren für die Navigation im tiefen Weltraum testen soll.
Es wird faszinierend sein zu sehen, welche erstaunlichen Entdeckungen NICER in den kommenden Jahren machen wird.- Sehen Sie sich das NASA-Video zu NICER und SGR 1830-0645 hier
