Astronomowie znaleźli protoplastę potężnego magnetara
Zespół badawczy zidentyfikował bardzo nietypową gwiazdę, która może przekształcić się w magnetara.
Wizja artystyczna bardzo niezwykłej gwiazdy, która może ewoluować w magnetara. Źródło: NOIRLab/AURA/NSF/P. Marenfeld/M. Zamani
Zespół naukowców odkrył bardzo nietypową gwiazdę, która posiada najpotężniejsze pola magnetyczne, jakie kiedykolwiek znaleziono w masywnej gwieździe. Jest to wariant gwiazdy neutronowej, znany jako magnetar, który może stać się jednym z najbardziej magnetycznych obiektów we Wszechświecie. To odkrycie jest nie tylko fascynujące samo w sobie, ale także oznacza pojawienie się nowego typu obiektu astronomicznego – masywnej magnetycznej gwiazdy helowej.
Gwiazdy neutronowe są skondensowanymi pozostałościami masywnych gwiazd po eksplozji supernowej i stanowią najgęstszą znaną materię we Wszechświecie. Niektóre z tych gwiazd neutronowych, które są nazywane magnetarami, są również rekordzistami pod względem najsilniejszych pól magnetycznych spośród wszystkich obiektów astronomicznych. Tajemnicą pozostaje, w jaki sposób takie magnetary, które mają średnicę zaledwie 15 kilometrów, mogą generować i utrzymywać tak kolosalne pola magnetyczne.
Nowe obserwacje przeprowadzone przez zespół astronomów mają potencjał rzucić istotne światło na pochodzenie tych potężnych magnetycznych obiektów. Dzięki wykorzystaniu różnych teleskopów na całym świecie, naukowcy zidentyfikowali nowy typ obiektu astronomicznego – masywną magnetyczną gwiazdę helową. Jest to niezwykły wariant gwiazdy Wolfa-Rayeta, który może pełnić rolę prekursora magnetara. To odkrycie jest ważne, ponieważ rzuca nowe światło na procesy ewolucyjne, które prowadzą do formowania i powstawania magnetarów.
Po raz pierwszy odkryto silne pola magnetyczne w masywnej gwieździe helowej – powiedział André-Nicolas Chené, astronom z NOIRLab. Nasze badanie sugeruje, że ta gwiazda helowa zakończy swoje życie jako magnetar.
Mimo wieloletnich obserwacji prowadzonych przez astronomów, niewiele było wiadomo o prawdziwej naturze gwiazdy znanej jako HD 45166. Jedyną znaną informacją było to, że jest bogata w hel, nieco masywniejsza niż nasze Słońce i jest częścią układu podwójnego.
Ta gwiazda stała się moją obsesją – powiedział Tomer Shenar, astronom z Uniwersytetu w Amsterdamie i główny autor badania opublikowanego w czasopiśmie Science. Badając wcześniej podobne gwiazdy bogate w hel, Shenar był zafascynowany niezwykłymi cechami HD 45166, która wykazywała pewne cechy gwiazdy Wolfa-Rayeta, ale z unikalną sygnaturą widmową. Zakładał, że obecność pól magnetycznych mogła wyjaśnić te niezwykłe właściwości. Pamiętam moment eureka, gdy czytałem literaturę: “A co, jeśli ta gwiazda jest magnetyczna?” – powiedział.
Shenar, Chené i ich współpracownicy podjęli decyzję o przetestowaniu tej hipotezy poprzez przeprowadzenie nowych obserwacji spektroskopowych tego układu gwiazdowego przy użyciu Teleskopu Kanadyjsko-Francusko-Hawajskiego (CFHT). Te obserwacje ujawniły, że gwiazda posiada niezwykle silne pole magnetyczne, o sile około 43 000 gausów, co jest najpotężniejszym polem magnetycznym, jakie kiedykolwiek znaleziono w masywnej gwieździe. Dodatkowo, analizując interakcje tej gwiazdy z towarzyszącą jej gwiazdą, zespół był w stanie dokładnie oszacować jej masę i wiek.
Naukowcy spekulują, że w przeciwieństwie do innych gwiazd helowych, które ostatecznie wyewoluują z czerwonego nadolbrzyma, ta konkretna gwiazda prawdopodobnie powstała w wyniku połączenia pary gwiazd o średniej masie.
Jest to bardzo specyficzny scenariusz i rodzi pytanie, ile magnetarów pochodzi z podobnych układów, a ile z innych typów układów – powiedział Chené.
Za kilka milionów lat HD 45166, położona w odległości 3000 lat świetlnych w konstelacji Jednorożca, doświadczy wybuchu jako bardzo jasnej, ale niezbyt energetycznej supernowej. Podczas tej eksplozji, jądro gwiazdy skurczy się, zatrzymując i koncentrując i tak już osłabione linie pola magnetycznego gwiazdy. W rezultacie powstanie gwiazda neutronowa o polu magnetycznym o sile około 1000 bilionów gausów – najpotężniejszy magnes znanym we Wszechświecie.
Sądziliśmy, że najbardziej prawdopodobni kandydaci na magnetary będą pochodzić z najbardziej masywnych gwiazd – powiedział Chené. To badanie pokazuje nam, że gwiazdy o znacznie mniejszej masie mogą również stać się magnetarami, pod warunkiem, że występują odpowiednie warunki.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
