Zespół badawczy zidentyfikował nietypową gwiazdę, która może przekształcić się w magnetara.
Znaleziono bardzo nietypową gwiazdę. Posiada ona najpotężniejsze pola magnetyczne, jakie kiedykolwiek znaleziono w masywnej gwieździe. Jest to w rzeczywistości rodzaj gwiazdy neutronowej, znany jako magnetar, który może w przyszłości stać się jednym z najbardziej magnetycznych obiektów we Wszechświecie. To odkrycie jest nie tylko fascynujące samo w sobie – oznacza także pojawienie się nowego typu obiektu astronomicznego: masywnej magnetycznej gwiazdy helowej.
Gwiazdy neutronowe są silnie skondensowanymi pozostałościami masywnych gwiazd po eksplozji supernowej i reprezentują najgęstszą znaną materię we Wszechświecie. Niektóre z gwiazd neutronowych w typie magnetara są również rekordzistkami pod względem najsilniejszych pól magnetycznych spośród wszystkich obiektów astronomicznych. Zagadką pozostaje wciąż to, w jaki sposób takie magnetary, które mają typowe średnice wynoszące zaledwie około 15 kilometrów, mogą generować i utrzymywać tak potężne pola magnetyczne.
Nowe obserwacje przeprowadzone przez zespół astronomów mogą teraz dostarczyć nowych danych o pochodzeniu tych potężnych magnetycznych obiektów. Dzięki wykorzystaniu różnych teleskopów na całym świecie, naukowcy zidentyfikowali nowy obiekt astronomiczny – masywną magnetyczną gwiazdę helową. Jest to niezwykły wariant gwiazdy Wolfa-Rayeta, który może pełnić rolę prekursora magnetara. To ważne odkrycie rzuca zatem nowe światło na procesy ewolucyjne, które prowadzą do formowania się 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 astronomicznych przez długi czas 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 – wyjaśnia 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 ten moment w stylu "eureka!", gdy studiowałem literaturę: A co, jeśli ta gwiazda jest magnetyczna? – opowiada naukowiec.
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). Obserwacje ujawniły, że gwiazda faktycznie ma niezwykle silne pole magnetyczne, o wartości około 43 000 gausów. To najpotężniejsze pole magnetyczne, 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 granicach konstelacji Jednorożca, doświadczy wybuchu jako bardzo jasna, ale niezbyt energetyczna supernowa. 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 znany 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
Więcej informacji:
- Astronomers Find Progenitor of Magnetic Monster
- A massive helium star with a sufficiently strong magnetic field to form a magnetar
Źródło: NOIRLab
Na ilustracji: Wizja artystyczna bardzo niezwykłej gwiazdy, która może ewoluować w magnetara. Źródło: NOIRLab/AURA/NSF/P. Marenfeld/M. Zamani
