Po raz pierwszy astronomowie bezpośrednio zaobserwowali powstawanie magnetara – gwiazdy neutronowej o wyjątkowo silnym polu magnetycznym – podczas superjasnej supernowej. Obserwacja ta dostarcza przekonujących dowodów na związek pomiędzy tymi niezwykle jasnymi i długowiecznymi supernowymi a powstaniem najbardziej namagnesowanych gwiazd we Wszechświecie.
Tajemnica superjasnych supernowych
Przez dziesięciolecia naukowcy snuli teorię, że magnetary, obiekty o polu magnetycznym setki lub tysiące razy silniejszym niż zwykłe gwiazdy neutronowe, powstają z superjasnych supernowych. Te supernowe mogą być dziesięć razy jaśniejsze i trwać znacznie dłużej niż standardowe eksplozje gwiazdowe. Jednak konkretne dowody pozostawały nieuchwytne… aż do teraz.
„To ostateczny dowód na to, że magnetary powstają podczas zapadania się jądra superjasnych supernowych” – powiedział Alex Filippenko z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Odkrycie to potwierdza ugruntowane od dawna teorie na temat przebiegu tych ekstremalnych wydarzeń kosmicznych.
Jak rodzą się magnetary
Związek pomiędzy magnetarami i superjasnymi supernowymi opiera się na specyficznym procesie. Kiedy gwiazda o masie około 25 mas Słońca zapada się, jej i tak już potężne pole magnetyczne ulega intensywnej koncentracji. Ta kompresja tworzy magnetar o sile magnetycznej większej niż cokolwiek znanego we Wszechświecie.
Gdy jądro gwiazdy kurczy się do średnicy zaledwie 20 kilometrów, jej obrót gwałtownie przyspiesza – niczym łyżwiarz figurowy trzymający ręce blisko ciała. Niektóre nowonarodzone gwiazdy neutronowe wirują z prędkością ponad 700 razy na sekundę, emitując wiązki promieniowania niczym kosmiczne latarnie. To właśnie nazywamy pulsarami.
Niepodważalny dowód: SN 2024afav
Naukowcy analizując dane dotyczące supernowej SN 2024afav, odkrytej w grudniu 2024 roku i obserwowanej przez 200 dni, odkryli charakterystyczne „kliknięcia” na jej krzywej blasku. Te kliknięcia, czyli gwałtowny wzrost częstotliwości, są bezpośrednim sygnałem efektów relatywistycznych powodowanych przez szybko wirujący magnetar.
Zespół wyśledził supernową znajdującą się około miliarda lat świetlnych od nas i zauważył, że nie przyciemniała ona zgodnie z oczekiwaniami. Zamiast tego wykazywał zmienną jasność z czterema wyraźnymi „błyskami”, co wskazywało, że magnetar przyciągał materię z powrotem do siebie po początkowej eksplozji.
Fascynacja czasoprzestrzenią i ogólną teorią względności
Drgania dysku akrecyjnego wokół magnetara, spowodowane ogólną teorią względności Einsteina (opór czasoprzestrzenny), wyjaśniają te kliknięcia. Wirujący magnetar ciągnie ze sobą czasoprzestrzeń, powodując drgania dysku i okresowe blokowanie lub odbijanie światła, tworząc obserwowany efekt stroboskopowy.
„Po raz pierwszy do opisu mechaniki supernowej wykorzystano ogólną teorię względności” – powiedział Joseph Farah z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, główny autor badania. Odkrycie to pokazuje, że ekstremalna fizyka działająca podczas tych wydarzeń wymaga pełnego zrozumienia najbardziej złożonych skutków grawitacji.
Co to oznacza?
Obserwacja SN 2024afav potwierdza, że magnetary to nie tylko konstrukty teoretyczne, ale rzeczywiste obiekty powstałe w wyniku gwałtownej śmierci gwiazd. Ten przełom zapewnia nowe, potężne narzędzie do badania fizyki ekstremalnej i testowania granic naszego zrozumienia grawitacji i magnetyzmu we Wszechświecie.
