Astronomia to nauka ekstremów - największa, najgorętsza i najbardziej masywna. Dzisiaj astrofizyk Bryan Gaensler (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) i koledzy ogłosili, że połączyli dwie skrajności astronomii, pokazując, że niektóre z największych gwiazd w kosmosie stają się najsilniejszymi magnesami po śmierci.
„Źródło tych bardzo potężnych obiektów magnetycznych było tajemnicą, odkąd pierwszy został odkryty w 1998 r. Sądzimy, że rozwiązaliśmy tę tajemnicę”, mówi Gaensler.
Astronomowie opierają swoje wnioski na danych uzyskanych za pomocą radioteleskopu Compact Telray CSIRO Australia Telescope Compact Parkes we wschodniej Australii.
Magnetar to egzotyczny rodzaj gwiazdy neutronowej - kula neutronów wielkości miasta, utworzona, gdy jądro masywnej gwiazdy zapada się pod koniec swojego życia. Magnetar zwykle ma pole magnetyczne więcej niż jeden kwadrylion razy (jeden po nim 15 zer) silniejszy niż pole magnetyczne ziemi. Gdyby magnetar znajdował się w połowie drogi do Księżyca, mógłby wyczyścić dane z każdej karty kredytowej na ziemi.
Magnetary wyrzucają wybuchy wysokoenergetycznych promieni rentgenowskich lub gamma. Normalne pulsary emitują wiązki fal radiowych o niskiej energii. Znanych jest tylko około 10 magnetarów, podczas gdy astronomowie znaleźli ponad 1500 pulsarów.
„Zarówno pulsary radiowe, jak i magnetary znajdują się zwykle w tych samych regionach Drogi Mlecznej, w obszarach, w których gwiazdy niedawno wybuchły jako supernowe”, wyjaśnia Gaensler. „Pytanie brzmi: jeśli znajdują się w podobnych miejscach i rodzą się w podobny sposób, to dlaczego są tak różne?”
Wcześniejsze badania wskazywały, że kluczem może być masa oryginalnej, progenitorowej gwiazdy. Ostatnie artykuły Eikenberry i wsp. (2004) i Figer i wsp. (2005) zasugerowały to połączenie, oparte na znalezieniu magnetarów w gromadach masywnych gwiazd.
„Astronomowie uważali, że naprawdę masywne gwiazdy tworzą czarne dziury po ich śmierci”, mówi dr Simon Johnston (CSIRO Australia Telescope National Facility). „Ale w ciągu ostatnich kilku lat zdaliśmy sobie sprawę, że niektóre z tych gwiazd mogą tworzyć pulsary, ponieważ przechodzą szybki program odchudzania, zanim wybuchną jako supernowe”.
Gwiazdy te tracą dużo masy, zdmuchując ją z wiatrów podobnych do słonecznego wiatru słonecznego, ale znacznie silniejszych. Utrata ta pozwoliłaby bardzo masywnej gwiazdy na utworzenie pulsara po jego śmierci.
Aby przetestować ten pomysł, Gaensler i jego zespół badali magnetar o nazwie 1E 1048.1-5937, znajdujący się około 9 000 lat świetlnych stąd w gwiazdozbiorze Cariny. Aby uzyskać wskazówki na temat oryginalnej gwiazdy, zbadali gazowy wodór leżący wokół magnetara, wykorzystując dane zebrane przez radioteleskop Compact Telray firmy CSIRO Australia Telescope i jego 64-metrowy radioteleskop Parkes.
Analizując mapę neutralnego wodoru, zespół zlokalizował uderzającą dziurę otaczającą magnetar. „Dowody wskazują, że dziura ta jest bąbelkiem wyciętym przez wiatr, który wypływa z oryginalnej gwiazdy”, mówi Naomi McClure-Griffiths (CSIRO Australia Telescope National Facility), jeden z badaczy, który stworzył mapę. Charakterystyka dziury wskazuje, że gwiazda progenitorowa musiała mieć masę około 30 do 40 razy większą niż masa Słońca.
Kolejna wskazówka dotycząca różnicy pulsar / magnetar może polegać na tym, jak szybko wirują gwiazdy neutronowe, gdy się formują. Gaensler i jego zespół sugerują, że ciężkie gwiazdy będą tworzyć gwiazdy neutronowe wirujące z prędkością do 500-1000 razy na sekundę. Taki szybki obrót powinien zasilać dynamo i generować super silne pola magnetyczne. „Normalne” gwiazdy neutronowe rodzą się, wirując z prędkością 50–100 razy na sekundę, co uniemożliwia pracę dynama i pozostawia je z polem magnetycznym 1000 razy słabszym, mówi Gaensler.
„Magnetar przechodzi kosmiczną ekstremalną metamorfozę i bardzo różni się od swoich mniej egzotycznych kuzynów pulsarowych”, mówi.
Jeśli magnetary rzeczywiście rodzą się z masywnych gwiazd, wówczas można przewidzieć, jaki powinien być ich wskaźnik urodzeń w porównaniu z pulsarami radiowymi.
„Magnetary to rzadkie„ białe tygrysy ”gwiezdnej astrofizyki”, mówi Gaensler. „Szacujemy, że wskaźnik urodzeń magnetara będzie tylko około jednej dziesiątej normalnych pulsarów. Ponieważ magnetary są również krótkotrwałe, dziesięć, które już odkryliśmy, może być prawie wszystkim, co można znaleźć. ”
Wyniki zespołu zostaną opublikowane w nadchodzącym numerze The Astrophysical Journal Letters.
Niniejsza informacja prasowa jest wydawana w połączeniu z National Telescope CSIRO National Facility.
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), z siedzibą w Cambridge, Massachusetts, jest wspólną współpracą Smithsonian Astrophysical Observatory i Harvard College Observatory. Naukowcy CfA, zorganizowani w sześć dywizji badawczych, badają pochodzenie, ewolucję i ostateczny los wszechświata.
Oryginalne źródło: CfA News Release
