Naukowcy korzystający z teleskopu Hubble’a odkryli, że magnetar SGR 0501+4516 mógł powstać inaczej niż w supernowej, co może wyjaśniać pochodzenie szybkich błysków radiowych.
Naukowcy korzystający z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a odkryli, że magnetar o nazwie SGR 0501+4516 przemierza naszą Galaktykę z nieznanego miejsca pochodzenia. Naukowcy twierdzą, że ten uciekający magnetar jest najbardziej prawdopodobnym kandydatem w naszej Galaktyce Drogi Mlecznej na magnetara, który nie narodził się w wybuchu supernowej, jak początkowo przewidywano. Jest to tak dziwne, że może nawet dać wskazówki dotyczące mechanizmu stojącego za zdarzeniami znanymi jako szybkie błyski radiowe (FRB).
Magnetary to gwiazdy neutronowe – martwe pozostałości gwiazd – składające się w całości z neutronów. To, co sprawia, że magnetary są wyjątkowe, to ich ekstremalne pola magnetyczne – powiedział Ashley Chrimes, główny autor artykułu opublikowanego15 kwietnia 2025 roku w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics. Chrimes jest pracownikiem naukowym Europejskiej Agencji Kosmicznej w Europejskim Centrum Badań Kosmicznych i Technologii w Holandii.
Magnetar ma pole magnetyczne około biliona razy silniejsze niż ziemska atmosfera. Gdyby magnetar przeleciał obok Ziemi w odległości połowy odległości Księżyca, jego intensywne pole zniszczyłoby każdą kartę kredytową na naszej planecie. Gdyby człowiek znalazł się w odległości 1000 km, magnetar stałby się przysłowiowym promieniem śmierci, rozrywając każdy atom wewnątrz ciała.
Dziwność magnetara została zidentyfikowana za pomocą czułych instrumentów Hubble’a, a także precyzyjnych wzorców z sondy kosmicznej Gaia.
Początkowo tajemniczy magnetar został odkryty w 2008 roku, gdy obserwatorium Swift zauważyło krótkie, intensywne błyski promieniowania gamma z obrzeży Drogi Mlecznej. Źródło, które okazało się być jednym z zaledwie około 30 znanych magnetarów w Drodze Mlecznej, zostało nazwane SGR 0501+4516.
Ponieważ magnetary są gwiazdami neutronowymi, naturalnym wyjaśnieniem ich powstawania jest to, że rodzą się w supernowych, gdy gwiazda eksploduje i może zapaść się do skrajnie gęstej gwiazdy neutronowej. Wydaje się, że tak było w przypadku SGR 0501+4516, który znajduje się w pobliżu pozostałości po supernowej o nazwie HB9. Odległość między magnetarem a centrum pozostałości po supernowej na niebie wynosi zaledwie 80 minut łuku, czyli nieco więcej niż palec wskazujący, gdy patrzy się na niego z końca wyciągniętej ręki.
Jednak trwające dekadę badania za pomocą Hubble’a poddały w wątpliwość miejsce powstania magnetara. Po wstępnych obserwacjach za pomocą naziemnych teleskopów wkrótce po odkryciu SGR 0501+4516, naukowcy wykorzystali wyjątkową czułość Hubble’a i stałe ustawienie, aby dostrzec słabą podczerwoną poświatę magnetara w 2010, 2012 i 2020 roku. Każdy z tych obrazów został dopasowany do ramki referencyjnej zdefiniowanej przez obserwacje z sondy kosmicznej Gaia, która stworzyła niezwykle precyzyjną trójwymiarową mapę prawie dwóch miliardów gwiazd w Drodze Mlecznej. Metoda ta ujawniła subtelny ruch magnetara podczas jego wędrówki po niebie.
Cały ten ruch, który mierzymy, jest mniejszy niż pojedynczy piksel obrazu Hubble’a – powiedział współautor Joe Lyman z Uniwersytetu Warwick w Wielkiej Brytanii. Zdolność do wykonania takich pomiarów jest naprawdę świadectwem długoterminowej stabilności Hubble’a.
Śledząc pozycję magnetara, zespół był w stanie zmierzyć pozorny ruch obiektu po niebie. Zarówno prędkość, jak i kierunek ruchu SGR 0501+4516 wykazały, że magnetar nie może być powiązany z pobliską pozostałością po supernowej. Prześledzenie trajektorii magnetara tysiące lat w przeszłości wykazało, że nie było innych pozostałości po supernowych ani masywnych gromad gwiazd, z którymi mógłby być powiązany.
Jeśli SGR 0501+4516 nie powstał z supernowej, magnetar musi być starszy niż szacowany wiek 20 000 lat lub mógł powstać w inny sposób. Magnetary mogą również powstawać w wyniku połączenia dwóch gwiazd neutronowych o mniejszej masie lub w procesie zwanym kolapsem wywołanym akrecją. Kolaps wywołany akrecją wymaga układu podwójnego zawierającego białego karła: jądro martwej gwiazdy podobnej do Słońca. Jeśli biały karzeł wciągnie gaz ze swojego towarzysza, może stać się zbyt masywny, aby się utrzymać, co doprowadzi do eksplozji – lub prawdopodobnie do powstania magnetara.
Zwykle taki scenariusz prowadzi do zapłonu reakcji jądrowych i eksplozji białego karła, nie pozostawiając po sobie nic. Istnieje jednak teoria, że w pewnych warunkach biały karzeł może zamiast tego zapaść się w gwiazdę neutronową. Sądzimy, że w ten sposób mógł narodzić się SGR 0105 – dodał Andrew Levan z Uniwersytetu Radboud w Holandii i Uniwersytetu Warwick w Wielkiej Brytanii.
Zrozumienie szybkich błysków radiowych
SGR 0501+4516 jest obecnie najlepszym kandydatem na magnetara w naszej Galaktyce, który mógł powstać w wyniku fuzji lub kolapsu akrecyjnego. Magnetary powstałe w wyniku kolapsu akrecyjnego mogłyby stanowić wyjaśnienie niektórych tajemniczych szybkich błysków radiowych, które są krótkimi, ale silnymi błyskami fal radiowych. W szczególności scenariusz ten może wyjaśnić pochodzenie szybkich błysków radiowych, które powstają w populacjach gwiazd zbyt starych, by mogły one niedawno zrodzić gwiazdy wystarczająco masywne, by eksplodować jako supernowe.
Wskaźnik narodzin magnetarów i scenariusze ich powstawania są jednymi z najbardziej palących pytań w astrofizyce wysokich energii, mającymi wpływ na wiele najpotężniejszych zjawisk przejściowych we Wszechświecie, takich jak rozbłyski gamma, superjasne supernowe i szybkie błyski radiowe – powiedziała Nanda Rea z Instytutu Nauk Kosmicznych w Barcelonie.
Zespół badawczy planuje dalsze obserwacje Hubble’a w celu zbadania pochodzenia innych magnetarów w Drodze Mlecznej, pomagając zrozumieć, w jaki sposób powstają te ekstremalne obiekty magnetyczne.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
NASA
