Źródło zdjęcia: NASA
Zespół astronomów miał szczęście obserwować rzadkie wydarzenie, w którym gwiazda neutronowa zamienia się w obiekt magnetyczny zwany magnetarem. Normalna gwiazda neutronowa to szybko wirująca pozostałość gwiazdy, która przeszła w supernową; zazwyczaj mają bardzo silne pole magnetyczne. Magnetar jest podobny, ale ma pole magnetyczne do 1000 razy silniejsze niż gwiazda neutronowa. To nowe odkrycie może wskazywać, że magnetary są bardziej powszechne we Wszechświecie niż wcześniej sądzono.
Na podstawie szczęśliwej obserwacji naukowcy twierdzą, że odkryli gwiazdę neutronową w trakcie przemiany w rzadką klasę niezwykle magnetycznych obiektów zwanych magnetarami. Do tej pory nie było takiego zdarzenia. To odkrycie oznacza tylko dziesiąty potwierdzony magnetar, jaki kiedykolwiek znaleziono i pierwszy przejściowy magnetar.
Przemijająca natura tego obiektu, odkryta w lipcu 2003 r. Za pomocą Rossi X-ray Timing Explorer NASA, może ostatecznie wypełnić ważne luki w ewolucji gwiazd neutronowych. Dr Alaa Ibrahim z George Washington University i NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt, MD, przedstawia ten wynik dzisiaj na spotkaniu American Astronomical Society w Atlancie.
Gwiazda neutronowa jest rdzeniem pozostałości gwiazdy co najmniej ośmiokrotnie większej od Słońca, która wybuchła w wyniku supernowej. Gwiazdy neutronowe są bardzo zwartymi, wysoce magnetycznymi, szybko wirującymi obiektami o masie mniejszej niż Słońce sprasowanej w kulę o średnicy około dziesięciu mil.
Magnetar jest tysiąc razy bardziej magnetyczny niż zwykłe gwiazdy neutronowe. Przy stu bilionach (10 ^ 14) Gausów są tak magnetyczne, że mogą pozbawić kartę kredytową czystego miejsca w odległości 100 000 mil. Dla porównania, pole magnetyczne Ziemi wynosi około 0,5 Gaussa, a silny magnes chłodzący wynosi około 100 Gaussów. Magnetary są jaśniejsze w promieniach X niż w świetle widzialnym i są to jedyne znane gwiazdy, które świecą głównie przez siłę magnetyczną.
Dzisiejsza obserwacja potwierdza teorię, że niektóre gwiazdy neutronowe rodzą się z tymi ultrawysokimi polami magnetycznymi, ale początkowo mogą być zbyt słabe, aby je zobaczyć i zmierzyć. Z czasem jednak te pola magnetyczne spowalniają spin gwiazdy neutronowej. Ten akt spowolnienia uwalnia energię, dzięki czemu gwiazda jest jaśniejsza. Dodatkowe zakłócenia pola magnetycznego i skorupy gwiazdy mogą ją jeszcze rozjaśnić, co prowadzi do pomiaru jej pola magnetycznego. Nowo odkryta gwiazda, przyćmiona jeszcze rok temu, nosi nazwę XTE J1810-197.
„Odkrycie tego źródła nastąpiło dzięki uprzejmości innego magnetara, który monitorowaliśmy, o nazwie SGR 1806-20”, powiedział Ibrahim. On i jego koledzy wykryli XTE J1810-197 za pomocą Eksploratora Rossi około stopnia na północny wschód od SGR 1806-20, w galaktyce Drogi Mlecznej, około 15 000 lat świetlnych stąd w gwiazdozbiorze Strzelca.
Naukowcy wskazali lokalizację źródła za pomocą obserwatorium rentgenowskiego Chandra NASA, które zapewnia dokładniejsze pozycjonowanie niż Rossi. Sprawdzając dane archiwalne z Rossi Explorer, dr Craig Markwardt z NASA Goddard oszacował, że XTE J1810-197 stał się aktywny (to znaczy 100 razy jaśniej niż wcześniej) około stycznia 2003 r. Patrząc jeszcze dalej z archiwalnymi danymi z ASCA i ROSAT, dwa wycofane z użytku międzynarodowe satelity zespół mógł dostrzec XTE J1810-197 jako bardzo słabą, izolowaną gwiazdę neutronową już w 1990 roku. W ten sposób pojawiła się historia XTE J1810-197.
Ibrahim powiedział, że stan nieaktywny XTE J1810-197 był podobny do innych zagadkowych obiektów zwanych zwartymi obiektami centralnymi (CCO) i przyciemnionymi izolowanymi gwiazdami neutronowymi (DINS). Uważa się, że obiekty te są gwiazdami neutronowymi stworzonymi w sercach wybuchów gwiazd, a niektóre nadal tam mieszkają, ale są zbyt słabe, aby badać je szczegółowo.
Jednym ze znaków gwiazdy neutronowej jest jej pole magnetyczne. Ale aby to zmierzyć, naukowcy muszą znać okres spinów gwiazdy neutronowej i tempo, w którym zwalnia, zwane „spinowaniem”. Gdy XTE J1810-197 się zaświeciło, zespół mógł zmierzyć jego spin (1 obrót na 5 sekund, typowy dla magnetarów), jego spin, a tym samym siłę pola magnetycznego (300 trylionów Gausów).
W alfabetycznej zupie gwiazd neutronowych znajdują się również anomalne pulsary rentgenowskie (AXP) i miękkie repetery gamma (SGR). Oba są teraz uważane za ten sam rodzaj obiektów, magnetary; oraz kolejna prezentacja na dzisiejszym spotkaniu dr. Petera Woodsa i in. obsługuje to połączenie. Obiekty te okresowo, ale nieprzewidywalnie, wybuchają światłem rentgenowskim i gamma. Wydaje się, że CCO i DINS nie mają podobnego stanu aktywnego.
Ibrahim powiedział, że choć koncepcja ta jest nadal spekulacyjna, może pojawić się ewolucyjny wzorzec. Ta sama gwiazda neutronowa, obdarzona ultrawysokim polem magnetycznym, może przechodzić przez każdą z tych czterech faz podczas swojego życia. Właściwa kolejność pozostaje jednak niejasna. „Dyskusje na temat takiego wzorca pojawiły się w społeczności naukowej w ostatnich latach, a przemijająca natura XTE J1810–197 dostarcza pierwszych namacalnych dowodów na poparcie takiego pokrewieństwa” - powiedział Ibrahim. „Z kilkoma innymi przykładami gwiazd wykazujących podobny trend, może pojawić się drzewo genealogiczne rodziny magnetarów”.
„Obserwacja sugeruje, że magnetary mogą być bardziej powszechne niż to, co widać, ale mogą występować w przedłużonym słabym stanie”, powiedział członek zespołu dr Jean Swank z NASA Goddard.
„Wydaje się, że magnetary są teraz w ciągłym trybie karnawałowym; SGR zmieniają się w AXP, a AXP mogą zacząć zachowywać się jak SGR w dowolnym momencie i bez ostrzeżenia ”, powiedziała członek zespołu dr Chryssa Kouveliotou z NASA Marshall, która otrzymuje nagrodę Rossi na spotkaniu AAS za swoją pracę na magnetarach. „To, co zaczęło się od kilku dziwnych źródeł, może wkrótce udowodnić, że obejmuje ogromną liczbę obiektów w naszej Galaktyce”.
Dodatkowe dane pomocnicze pochodziły z sieci międzyplanetarnej i rosyjsko-tureckiego teleskopu optycznego. Koledzy Ibrahima z tej obserwacji to także dr William Parke z George Washington University; Dr. Scott Ransom, Mallory Roberts i Vicky Kaspi z McGill University; Dr Peter Woods z NASA Marshall; Dr Samar Safi-Harb z University of Manitoba; Dr Solen Balman z Middle East Technical University w Ankarze; oraz dr Kevin Hurley z University of California w Berkeley. Dr. Eric Gotthelf i Jules Halpern z Columbia University przekazali ważne dane od Chandra.
Oryginalne źródło: NASA News Release
