Przejdź do treści

Potwierdzenie teorii formowania się magnetarów

Artystyczna wizja magnetara w gromadzie gwiazd Westerlund 1
Nowo ogłoszone wyniki obserwacji gromady otwartej Westerlund 1 zbliżają nas do rozwiązania zagadki dotyczącej jednych z najbardziej intrygujących obiektów astrofizycznych – magnetarów. Badania przeprowadził przy pomocy VLT zespół naukowców z Wielkiej Brytanii, Hiszpanii i Niemiec.

Magnetary stanowią nietypową odmianę młodych gwiazd neutronowych – supergęstych obiektów powstających w wyniku zapaści gwiazd o masach równych kilkunastu masom Słońca. Cechą charakterystyczną magnetarów jest bardzo silne pole magnetyczne o rzędu 1014 gaussów (dla porównania natężenie ziemskiego pola magnetycznego wynosi ok. 0,5 gaussa). Stanowią one źródło promieniowania rentgenowskiego oraz miękkiego promieniowania gamma.

Magnetar oznaczony CXOU J164710.2-455216, znajdujący się w młodej, ocenianej na 3-5 mln lat gromadzie otwartej Westerlund, stanowił główną podstawę obserwacji. Na podstawie wcześniejszych badań skupiających się na ocenie wieku i masy gwiazd występujących w gromadzie, określono masę gwiazdy-progenitora magnetara na 40 mas Słońca.  Wiadomo jednak, że tak masywne gwiazdy w ostatniej fazie życia zapadają się do czarnych dziur.

Aby wyjaśnić tę sprzeczność, zasugerowano iż obiekty te formują się w ciasnym układzie podwójnym dwóch masywnych gwiazd – A i B. Cięższa z gwiazd (A) w trakcie swojego życia traci zewnętrzną otoczkę poprzez wiatr. Jest ona przechwytywana przez towarzysza (B). Akrecja materii na gwiazdę B powoduje zwiększenie jej masy oraz prędkości obrotowej. Staje się bardziej masywna od gwiazdy A, szybciej wypalając zapasy wodoru w jądrze i osiągając dalsze stadium ewolucji. W tym momencie zachodzi kolejny transfer masy, tym razem w kierunku odwrotnym. Dzięki temu procesowi gwiazda B może „odchudzić się”, dzięki czemu po wybuchu jako supernowa unika przeistoczenia się w czarną dziurę – zamiast tego formuje magnetar. Gwiazda A zostaje zaś z dużą prędkością wyrzucona z układu podwójnego w trakcie wybuchu.

W wyniku prowadzonych obserwacji naukowcom udało się zidentyfikować gwiazdę Westerlund 1-5. Jej szybki ruch własny oraz nietypowy skład chemiczny dają dobre podstawy do uznania jej za dawnego partnera CXOU J164710.2-455216. Znalezienie drugiego składnika rozerwanego układu potwierdza teorię powstawania magnetarów i stanowi poważny krok ku rozwikłaniu zagadki tych obiektów.

Zespół naukowców kierowany był przez Simona Clarka z The Open University w Milton Keynes. Wyniki badań opublikowano w "Astronomy & Astrophysics".

Więcej informacji:

Autor: Przemysław Etz

Źródło: ESO

Na ilustracji:
Artystyczna wizja magnetara w gromadzie gwiazd Westerlund 1. Źródło: ESO/L. Calçada.