Odkrycie może rzucić nieco światła na tajemnicę szybkich błysków radiowych (FRB), które często docierają do nas ze źródeł oddalonych o miliony, a nawet miliardy lat świetlnych. Takie błyski wykrywane są dopiero od 2007 roku.
„Ludzie spekulowali, że gwiazdy neutronowe mogą mieć na swojej powierzchni odpowiedniki wulkanów.”, powiedział astrofizyk Matthew Baring z Uniwersytetu Rice’a w Houston w stanie Teksas. „Nasze odkrycia sugerują, że tak faktycznie może być, a w tym przypadku do erupcji doszło najprawdopodobniej na biegunie magnetycznym gwiazdy lub w jej pobliżu.”
Źródło FRB w Drodze Mlecznej
O SGR 1935+2154 zrobiło się głośno w maju 2020 roku. Dowiedziano się wtedy bowiem, że SGR 1935+2154 emituje krótki, potężny rozbłysk radiowy. Była ona pierwszą znaną gwiazdą w Drodze Mlecznej, która wygenerowała taki sygnał. Dotychczas odbieraliśmy podobne błyski tylko ze źródeł zlokalizowanych w innych galaktykach.
Szybkie błyski radiowe to krótkotrwałe, kilku-milisekundowe sygnały radiowe. Występują one w dwóch wersjach – jako pojedyncze oraz powtarzające się. Niestety, większość FRB było błyskami pojedynczymi. Dlatego, a także dlatego, że zwykle FRB docierają z bardzo odległych źródeł, pozyskiwanie o nich nowej wiedzy jest bardzo trudne. Astronomowie zdołali wyśledzić niektóre z galaktyk, z których pochodziły, ale ustalenie mechanizmu stojącego za omawianymi zjawiskami stanowiło problem.
Odkrycie sygnału pochodzącego z SGR 1935+2154 było przełomem. Naukowcy w końcu mogli przypisać szybki rozbłysk radiowy do konkretnego obiektu.
Klucz do rozwiązania zagadki
SGR 1935+2154 jest magnetarem, czyli typem gwiazdy neutronowej. Gwiazdy neutronowe to gęste, silnie namagnesowane obiekty, które powstały, gdy większe gwiazdy wybuchły jako supernowe. Niektóre z tych gwiazd emitują fale radiowe i bardzo szybko się obracają, przez co emitowane przez nie wiązki promieniowania docierają do nas jako krótkie, regularne impulsy. Takie szybko rotujące gwiazdy neutronowe nazywa się pulsarami. Magnetary charakteryzują się zaś tym, że posiadają pole magnetyczne 1000 razy silniejsze niż zwykłe gwiazdy neutronowe.
Astronomowie spekulowali, że siły generowane przez pole magnetyczne magnetara i jego grawitację mogą powodować sporadyczne pękanie jego powierzchni. Właśnie ten proces miałby powodować między innymi szybkie rozbłyski radiowe. Aby potwierdzić tę hipotezę, naukowcy potrzebowali dowodów. Zatem, dokładnie przyglądali się SGR 1935+2154.
Prowadzenie obserwacji się opłaciło. W październiku 2020 roku magnetar ponownie wyemitował milisekundowe sygnały radiowe. Kilka dni po ich wykryciu zauważono, że nieco wcześniej z obiektem stało się coś dziwnego – ten nagle zaczął wolniej obracać się wokół własnej osi.
Aby dowiedzieć się, czy zmniejszenie tempa rotacji miało związek z wytworzeniem FRB i było spowodowane pęknięciem powierzchni magnetara, naukowcy wykorzystali model komputerowy. Model ten pokazał im, że pęknięcie powierzchni w okolicy bieguna magnetycznego mogłoby wygenerować „wiatr”, który wszedłby w oddziaływanie z polem magnetyczny, magnetara, spowalniając jego rotację. Proces ten mógłby też zmienić geometrię pola magnetycznego gwiazdy, zwiększając jej emisję radiową.
Naukowcy mają nadzieję, że przyszłe badania nad „wulkanizmem” magnetarów dostarczą im jeszcze więcej danych na temat szybkich błysków radiowych. Kto wie, może w przyszłości w Drodze Mlecznej odkryjemy kolejne źródło tych błysków, któremu astronomowie będą mogli się przyjrzeć.
Źródło: Uniwersytet Rice’a, fot. tyt. NASA Goddard Space Flight Center