Astronomowie po raz pierwszy w historii zaobserwowali narodziny magnetara

{reklama-artykul}Niestety, chociaż astronomowie obserwują i badają Wszechświat nie od dziś, wciąż nie udało się im zaobserwować narodzin każdego spośród znanych nam kosmicznych obiektów. Niemniej, wygląda na to, że do tych już zaobserwowanych można doliczyć kolejne. Mowa o narodzinach tak zwanego magnetara.

22 maja 2020 roku należące do NASA obserwatorium Swift (Neil Gehrels Swift Observatory) wykryło krótkie błyski promieniowania gamma, które powstały podczas zderzenia dwóch gwiazd neutronowych. Błyski te wygenerowały więcej energii w ciągu pół sekundy niż Słońce w ciągu 10 miliardów lat swojego „życia”. 200522A, bo tak je oznaczono, powstały 5,47 miliarda lat świetlnych z dala od Ziemi i były niebywale jasne.

Do dalszych obserwacji 200522A zaangażowano cały szereg obserwatoriów – Kosmiczny Teleskop Hubble’a, obserwatorium Very Large Array (VLA), Las Cumbres Observatory Global Telescope oraz Obserwatorium W.M. Kecka. Z pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a udało się zauważyć, że błyski nie zniknęły tak, jak się tego spodziewano. Po nich pojawiła się trwająca dłużej poświata, składająca się na fale światła o przeróżnych długościach, w tym fale światła podczerwonego. W obecności światła podczerwonego nie ma nic dziwnego, ale nieoczekiwana była jasność tej podczerwonej części poświaty.

Przebieg zderzenia się dwóch gwiazd neutronowych (200522A). 1) Gwiazdy neutronowe na przestrzeni czasu coraz bardziej się do siebie zbliżały. 2) Gwiazdy neutronowe się ze sobą zderzyły i połączyły, powodując błysk gamma i powstanie kilonowej. 3) Kolizja doprowadza do narodzin magnetara. 4) Magnetar wyrzuca materię ze swojej powierzchni, emitując nieoczekiwane światło podczerwone. | Źródło: NASA, ESA, D. Player (STScI)

Zaskakujący wynik kolizji

O czym świadczy wykrycie tak jasnego światła podczerwonego? O tym, ze zderzenie gwiazd neutronowych nie doprowadziło do powstania czarnej dziury (co w teorii powinno było się wydarzyć), a do narodzin magnetara.

Gwiazda neutronowa to gwiazda o masie zbliżonej do masy Słońca, ale o średnicy zaledwie około 20 kilometrów. Oczekuje się, że gdy dwie takie gwiazdy się zderzą, w wyniku kolizji dojdzie do powstania błysków gamma, ciężkich pierwiastków takich jak uran, a następnie wspomnianej poświaty określanej mianem kilonovy – 1000 razy jaśniejszej niż nowa klasyczna, ale 10 razy mniej jasnej niż supernowa.

W przypadku 200522A sprawa jest o tyle ciekawa, że kilonova była 10 razy jaśniejsza niż powinna, a zatem tak jasna jak supernowa. Zamiast utworzyć czarną dziurę, gwiazdy neutronowe się połączyły, tak jak połączyły się ich pola magnetyczne, co zaowocowało powstaniem wspomnianego magnetara. Megnetar to masywna gwiazda neutronowa o polu magnetycznym jeszcze silniejszym niż zwykła gwiazda neuronowa, emitująca w sposób regularny (pulsy) lub nieregularny (błyski) promieniowanie gamma oraz promieniowanie rentgenowskie.

„Hubble naprawdę się spisał w sensie takim, że jako jedyny wykrył światło podczerwone.”, powiedział Wen-fai Fon, astronom z Uniwersytetu Północno-Zachodniego i główny autor pracy poświęconej narodzinom magnetara, która ukaże się na łamach czasopisma The Astrophysical Journal. „Zdumiewające jest to, że Hubble zdołał wykonać zdjęcie wybuchu zaledwie trzy dni po błysku.”

Błyskotliwa przyszłość

Jak twierdzą badacze, takie maszyny jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, który doczeka się startu w kosmos w przyszłym roku, pozwolą dostrzec kolejne takie zdarzenia, mające miejsca jeszcze dalej, zapewniając dodatkowo możliwość ich szczegółowej analizy spektrograficznej. Zatem, już nie mogę doczekać się ich debiutu.

Źródło: NASA, fot. tyt. NASA/ESA/D. Player (STScI)