详细调查磁星 SGR J1935+2154 的爆发

2020 年 4 月 27 日至 2020 年 11 月 20 日期间,SGR J1935 的黑体温度(顶部)和半径(中)以及观测通量(底部)的时间演化。图片来源:Borghese 等人,2022。

欧洲天文学家对名为 SGR J1935+2154 的磁星进行了详细的长期 X 射线监测活动,因为它进入了活跃阶段,经历了无数次 X 射线爆发。 该研究结果于 5 月 10 日在 arXiv.org 上发表,可以帮助我们更好地了解这颗磁星的性质。

磁星是具有极强磁场的中子星,比我们星球的磁场强 1 万亿倍以上。 磁星中的磁场衰减为高能电磁辐射的发射提供动力,例如以 X 射线或无线电波的形式。

2014年探测到的SGR J1935+2154(或简称SGR J1935)是一颗自旋周期为3.25秒,极地表面偶极磁场约为220万亿G水平的磁星。 自发现以来,它一直是最活跃的磁星之一,在 2015 年 2 月、2016 年 5 月和 2016 年 6 月经历了爆发,并且还经常发生爆发事件。

SGR J1935 的最新重新激活始于 2020 年 4 月 27 日,当时它开始出现数百次 X 射线爆发,并检测到持续通量的大幅增强。 然后,由西班牙巴塞罗那空间科学研究所 (ICE-CSIC) 的 Alice Borghese 领导的一组天文学家开始监测这颗磁星 NASA 的 Chandra、Swift 和 NuSTAR 航天器、ESA 的 XMM-Newton 卫星以及 NICER 仪器国际空间站(ISS)。

“在这篇论文中,我们报告了 SGR J1935+2154 的 X 射线光谱和时间特性,这是基于与 Chandra、XMM-Newton、NuSTAR、Swift 和 NICER 的长期监测活动,涵盖了自 7 个月以来的时间跨度爆发开始,”研究人员写道。

当 SGR J1935 进入其有记录的第五次爆发阶段时,它使其成为仅有的少数表现出反复爆发和频繁爆发活动的磁星之一。 这一阶段包括一个非凡的 X 射线爆发森林(在大约 20 分钟内检测到 200 多个爆发),以及发射具有类似于快速无线电爆发 (FRB) 和 X 射线对应物特性的强烈无线电爆发。

结果表明,SGR J1935的宽带光谱在整个观测活动中表现出一个非热幂律分量,最高可达约20-25 keV,并且黑体分量随温度从爆发峰值的约1.5 keV下降到约0.45 keV在接下来的几个月里。 对应的发射区域在时间上相当稳定,半径约1.6公里。

研究还发现,SGR J1935 在爆发后约 80 天达到静止水平,在爆发期间释放约 60 十二亿尔格的能量。 值得注意的是,观测结果没有检测到脉冲发射或无线电爆发,根据该论文的作者,这似乎表明 SGR J1935 可以在无线电大声和无线电安静状态之间摆动。