Przejdź do treści

Odkryto gwiazdę, która ma tylko 240 lat

 Linie pola magnetycznego “wystające” z silnie magnetycznej gwiazdy neutronowej

Astronomowie mają nieco inne poczucie czasu niż większość z nas. Na co dzień badają wydarzenia, które miały miejsce miliony lub miliardy lat temu oraz obiekty, które istnieją równie długo. Paradoksalnie, właśnie przez to, nowo odkryta gwiazda neutronowa Swift J1818.0-1607 jest niezwykła: badania opisane w "Astrophysical Journal Letters" dowodzą, że ma ona tylko około 240 lat. Według kosmicznych standardów to istny noworodek.

Satelita Swift dostrzegł ów młody obiekt 12 marca tego roku, dzięki jego bardzo silnej emisji w zakresie promieni rentgenowskich. Dalsze badania, przeprowadzone z udziałem obserwatorium XMM-Newton (ESA) i teleskopu NuSTAR (NASA), ujawniły jeszcze więcej cech fizycznych tej gwiazdy neutronowej. Część z nich została wykorzystana do oszacowania jej wieku.

Gwiazda neutronowa to bardzo, bardzo gęsta pozostałość po procesie, w którym masywna gwiazda staje się na ostatnim etapie swojej ewolucji supernową - i wybucha. W rzeczywistości gwiazdy te to jedne z najgęstszych obiektów, jakie znamy we Wszechświecie (ustępują tylko czarnym dziurom). Jedna łyżeczka typowego materiału gwiazdy neutronowej ważyłaby 4 miliardy ton na Ziemi. Atomy wewnątrz takiej gwiazdy są tak gęsto upakowane, że zachowują się w sposób niespotykany nigdzie indziej. Omawiana tu Swift J1818.0-1607 ma masę dwukrotnie większą niż masa Słońca, która zajmuje przy tym ponad trylion razy mniejszą objętość. Ma także pole magnetyczne do 1000 razy silniejsze niż typowa gwiazda neutronowa i około 100 milionów razy silniejsze niż najpotężniejsze magnesy wytwarzane na Ziemi. Dzięki temu należy do specjalnej klasy obiektów, zwanych magnetarami, które są najbardziej “magnetycznymi” ciałami obserwowanymi w kosmosie. Ale Swift J1818.0-1607 wydaje się być również najmłodszym odkrytym jak dotąd magnetarem. Jeśli jej wiek zostanie ostatecznie potwierdzony, oznacza to, że światło gwiezdnej eksplozji, która doprowadziła do jego powstania, dotarło do Ziemi jeszcze w czasach, gdy George Washington został pierwszym prezydentem Stanów Zjednoczonych.

A choć znamy już ponad 3000 gwiazd neutronowych, naukowcy zidentyfikowali wśród nich zaledwie 31 potwierdzonych magnetarów - w tym właśnie ten. Z uwagi na fakt, że ich właściwości fizyczne nie mogą być po prostu odtworzone na Ziemi, takie gwiazdy neutronowe są naturalnymi laboratoriami przydatnymi do testowania różnych teorii fizycznych.

Swift J1818.0-1607 leży w granicach gwiazdozbioru Strzelca. Znajduje się też dosyć blisko nas - tylko około 16 000 lat świetlnych stąd. Światło także potrzebuje czasu na przebycie tych kosmicznych odległości, widzimy więc tak naprawdę światło, które gwiazda neutronowa wyemitowała około 16 000 lat temu, w czasie, gdy liczyła sobie mniej więcej 240 lat. Wiele modeli naukowych sugeruje, że właściwości fizyczne i zachowanie magnetarów zmieniają się wraz z wiekiem, a one same mogą być najbardziej aktywne wtedy, gdy są młodsze. Znalezienie młodych przykładów takich ciał blisko nas zapewne pomoże fizykom i astrofizykom udoskonalić te modele.

Gwiazdy neutronowe mają rozmiary rzędu zaledwie od 15 do 30 kilometrów, ale mogą przy tym emitować ogromne rozbłyski światła. W szczególności magnetary zostały już wcześniej powiązane z potężnymi erupcjami - na tyle jasnymi, że można je zobaczyć wyraźnie nawet w bardzo odległym Wszechświecie. Naukowcy sądzą, że może istnieć wiele sposobów generowania tak ogromnych ilości energii. Niektóre z nich są związane z bardzo silnymi polami magnetycznymi.

Satelita Swift wykrył gwiazdę Swift J1818.0-1607 właśnie na etapie rozbłysku. W tej fazie jej emisja rentgenowska stała się przejściowo co najmniej 10 razy jaśniejsza niż zwykle. Takie zdarzenia wybuchowe różnią się swoją specyfiką, ale zwykle zaczynają się od nagłego wzrostu jasności w ciągu dni lub tygodni, po którym następuje stopniowy spadek - obserwowany w ciągu miesięcy lub lat, gdy magnetar powraca do swojej normalnej jasności. Aby to wszystko zaobserwować, trzeba jednak początkowo działać bardzo szybko. W ramach misji Swift powiadomiono więc globalną społeczność astronomiczną o obserwowanym zdarzeniu, a teleskopy orbitalne XMM-Newton i NuSTAR niemal natychmiast przeprowadziły dodatkowe badania kontrolne.

Warto dodać, że znane są magnetary, które uwalniają także silne rozbłyski promieniowania gamma, jeszcze bardziej energetycznego niż fale rentgenowskie. Mogą one też emitować okresowe wiązki fal radiowych - fal elektromagnetycznych o najniższej energii. Nazywane są wówczas pulsarami radiowymi. Swift J1818.0-1607 jest jednym z pięciu znanych magnetarów, które również zalicza się do takich pulsarów.


Czytaj więcej:


Źródło: ESA

Opracowanie: Elżbieta Kuligowska

Na ilustracji: Linie pola magnetycznego “wystające” z silnie magnetycznej gwiazdy neutronowej - gęstej pozostałości po wybuchu supernowej. Obiekty takie znane są jako magnetary i wytwarzają jasne rozbłyski światła, które mogą być generowane przez ich silne pola magnetyczne. Źródło: ESA