Przejdź do treści

Kosmiczna Krowa wyjaśnia: sygnały radiowe wskazują na eksplozję i nowo narodzonego magnetara

img

Obserwacje z wykorzystaniem 21 teleskopów europejskiej sieci VLBI (EVN) ujawniły, że kosmiczna eksplozja, nazwana AT2018cow, najprawdopodobniej utworzyła gwiazdę neutronową o niezwykle silnym polu magnetycznym – znaną jako magnetar. Zdaniem naukowców, obrazy radiowe wysokiej rozdzielczości wytworzone w tym badaniu pokazują właściwości fizyczne gwiazdowej pozostałości, które sprawiają, że alternatywne wyjaśnienia są mniej prawdopodobne.

Wśród krótkotrwałych zjawisk na niebie AT2018cow (Krowa) jest astronomicznym zdarzeniem jak żadne inne. Po raz pierwszy wykryte w 2018 roku, przypadkowo otrzymało swoją nazwę zgodnie z protokołem alfabetycznym klasyfikacji takich obiektów. Jednak nie tylko nazwa czyni je niezapomnianym. AT2018cow zostało zidentyfikowane w stosunkowo pobliskiej galaktyce (ok. 200 mln lat świetlnych od nas). Jego bliskość, wyjątkowo krótkie rozjaśnienie i niezwykle wysoka temperatura wzbudziły powszechną uwagę po odkryciu.

Zdarzenie pierwotnie odkryte za pomocą teleskopów optycznych, następnie było obserwowane na falach od X do radiowych. Obserwacje te wskazują, że istnieje „centralny silnik”, który napędza to zdarzenie. Rezultatem tych obserwacji są teorie mówiące, że tajemniczym źródłem musi być supernowa – gwiazda, której centralne jądro się zapadło – lub zdarzenie rozerwania pływowego (TDE), w którym biały karzeł jest rozrywany, gdy zbliża się do czarnej dziury.

„Obie te teorie sugerowały, że obserwowany ‘centralny silnik’ wytwarzałby relatywistyczne strumienie – wyrzuty materii o wysokiej energii. Dżety te, po wyrównaniu z linią naszego wzroku wydają się znacznie jaśniejsze, gdy zjonizowana materia jest przyspieszana do prędkości bliskiej prędkości światła, i mogą być odpowiedzialne za wyjątkową jasność zdarzenia. Mając sieć radioteleskopów postanowiliśmy sprawdzić, czy tak jest w rzeczywistości” – wyjaśnia Tao An.

Zespół monitorował radiową poświatę, aby znaleźć relatywistyczny dżet Krowy. Przeprowadzili pięć obserwacji w ciągu roku, używając łącznie 21 teleskopów EVN. Radiowe obrazowanie wysokiej rozdzielczości dostarczone przez EVN doprowadziło zespół do zaskakującego wniosku: nie było śladów relatywistycznego dżetu.

Ponadto obserwacje astronomów ujawniają warunki fizyczne, które można wytłumaczyć jedynie obecnością gwiazdy neutronowej o ekstremalnie silnych polach magnetycznych (magnetar), która narodziła się podczas wybuchu.

„Widzimy oznaki, że materia z eksplozji rozszerzyła się w gęstym, namagnetyzowanym środowisku. Sposób, w jaki zanikają sygnały radiowe, jest dokładnie tym, czego możemy się spodziewać, gdyby ‘silnik centralny’ Krowy był magnetarem, który uformował się po zapadnięciu się jądra gwiazdy” – mówi Prashanth Mohan, astronom w Shanghai Astronomical Observatory, Chiny.

Naukowcy sugerują, że takie właściwości wskazują na kolejną intrygującą możliwość. Interakcja magnetara z jego silnie namagnetyzowanym otoczeniem może również powodować krótkie enigmatyczne zjawiska znane jako szybkie rozbłyski radiowe (Fast Radio Bursts – FRB).

„EVN jest najbardziej czułą, niezależną siecią VLBI na świecie, która zapewniła najnowocześniejszy wynik w dziedzinie nauki przejściowej. Do tej pory zapewniła najbardziej dokładne lokalizacje dwóch FRB. Istnieje intrygująca możliwość, że może istnieć połączenie pomiędzy FBR i innymi rodzajami źródeł przejściowych (jak zdarzenie, które wytworzyło AT2018cow) ale wymaga to dalszych badań” – podsumowuje Zsolt Paragi ze Wspólnego Instytutu VLBI ERIC (JIVE).

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
The cosmic cow explained - radio signals point to an explosion and a newborn magnetar

The Nearby Luminous Transient AT2018cow: A Magnetar Formed in a Subrelativistically Expanding Nonjetted Explosion

Źródło: JIVE