Astronómovia prvýkrát v histórii zachytili zrod magnetaru. Výbuch hviezdy odhalil jav, ktorý predpovedala Einsteinova teória relativity
Astronómovia prvýkrát zachytili vznik magnetaru pri extrémne jasnej explózii hviezdy SN 2024afav. Pozorovania naznačujú, že tieto objekty môžu poháňať najjasnejšie supernovy vo vesmíre.
Astronómovia prvýkrát zachytili okamih, keď sa po výbuchu hviezdy zrodil magnetar. Ide o jeden z najextrémnejších objektov vo vesmíre. Tento typ neutrónovej hviezdy má magnetické pole také silné, že dokáže deformovať atómy a ovplyvňovať okolie na obrovské vzdialenosti. Na tému upozornil server Phys.org.
Magnetary vznikajú pri kolapse masívnych hviezd. Keď hviezda vyčerpá palivo vo svojom jadre, gravitácia spôsobí jej zrútenie a následnú explóziu supernovy. V strede po takejto explózii môže vzniknúť neutrónová hviezda, extrémne hustý objekt, ktorý má priemer len niekoľko desiatok kilometrov.
Neutrónové hviezdy sa v praxi delia na viacero typov. Najznámejšie sú pulzary, ktoré vysielajú pravidelné impulzy žiarenia, a magnetary, ktoré majú extrémne silné magnetické pole. Existujú však aj ďalšie kategórie, napríklad objekty pozorované hlavne v röntgenovom žiarení alebo systémy, kde neutrónová hviezda nasáva hmotu zo sprievodnej hviezdy.
Magnetary však patria medzi najextrémnejšie objekty, aké astronómovia poznajú. Ich magnetické pole môže byť stonásobne až tisícnásobne silnejšie než pri bežných pulzaroch.
Tím vedený doktorandom Josephom Farahom z Kalifornskej univerzity v Santa Barbare a observatória Las Cumbres teraz priniesol nové dôkazy spájajúce vznik magnetaru s extrémne jasnými explóziami hviezd nazývanými superluminózne supernovy.
Neprehliadni
Objav, aký sa pravdepodobne stane len raz za život
Superluminózne supernovy patria medzi najenergetickejšie explózie vo vesmíre. Ich jas môže byť desaťnásobne až stonásobne vyšší než pri bežných supernovách. Astronómovia dlho predpokladali, že vznikajú kolapsom veľmi hmotných hviezd, ktoré môžu mať približne dvadsať až tridsaťnásobok hmotnosti Slnka.
Niektoré z týchto explózií však žiarili dlhšie a intenzívnejšie, než dokázali vysvetliť klasické modely kolapsu hviezdneho jadra.
Už v roku 2010 navrhol teoretický fyzik Dan Kasen z UC Berkeley možné vysvetlenie. Podľa jeho modelu môže byť zdrojom dodatočnej energie práve magnetar. Spolu s Larsom Bildstenom a nezávisle aj Stanom Woosleym z UC Santa Cruz ukázali, že pri kolapse jadra masívnej hviezdy môže vzniknúť extrémne rýchlo rotujúca neutrónová hviezda.
Ak má takýto objekt zároveň mimoriadne silné magnetické pole, vznikne magnetar. Energia z jeho rýchlej rotácie sa potom môže postupne prenášať do materiálu vyvrhnutého pri explózii hviezdy. Práve tento proces môže výrazne zosilniť jas celej supernovy.
Astronómovia teraz získali nové dôkazy podporujúce tento scenár. Po prvýkrát sa im totiž podarilo detailne sledovať supernovu, pri ktorej pozorovania naznačujú vznik magnetaru.
Išlo o supernovu označenú ako SN 2024afav.
Vedci si všimli zvláštny jav. Jas explózie neklesal plynulo, ako sa očakávalo. Namiesto toho sa na svetelnej krivke objavili opakované výkyvy. Práve tieto nepravidelnosti podľa výskumníkov naznačujú prítomnosť magnetaru v centre explózie.
Modely naznačujú, že materiál z explózie môže vytvoriť disk okolo vznikajúcej neutrónovej hviezdy. Ak je tento disk naklonený voči osi rotácie magnetaru, môže sa postupne kývať. Tento jav súvisí s efektom predpovedaným Einsteinovou všeobecnou teóriou relativity, pri ktorom rotujúce objekty deformujú časopriestor.
Magnetary patria medzi najextrémnejšie objekty vo vesmíre
Pozorovaná explózia sa odohrala približne miliardu svetelných rokov od Zeme. Na jej sledovanie použili astronómovia globálnu sieť 27 teleskopov observatória Las Cumbres. Supernovu pozorovali viac než 200 dní.
Zo získaných dát vedci odhadli, že vzniknutý objekt rotuje približne raz za 4,2 milisekundy. Magnetické pole by pritom mohlo byť približne 300 biliónkrát silnejšie než magnetické pole Zeme. Takéto extrémne hodnoty sú typické práve pre magnetary.
Hoci majú magnetary priemer len niekoľko desiatok kilometrov, ich hustota je extrémna. Materiál v ich vnútri je stlačený tak silno, že lyžička takejto hmoty by na Zemi vážila miliardy ton.
Ak je neutrónová hviezda dostatočne hmotná, môže sa časom zrútiť aj do čiernej diery. Presné podmienky, za akých k tomu dochádza, však stále zostávajú predmetom výskumu.
