Astronomowie namierzyli „popsutą" gwiazdę. Co spowodowało usterkę magnetara?

Magnetary to jedne z niezwykle osobliwych obiektów kosmicznych, które opisywaliśmy w niedawnym artykule. Można je postrzegać jako najpotężniejsze magnesy we wszechświecie, które cudem uniknęły losu czarnych dziur. Są to gwiazdy neutronowe o polach magnetycznych miliony razy potężniejszych od swoich kosmicznych kuzynów, stąd zainteresowanie obiektem SGR 1935+2154, który w 2020 roku nagle zmienił swoją prędkość  i ni z gruchy, ni z pietruchy zaczął emitować fale radiowe.

Fenomenem tego zjawiska zainteresował się profesor Matthew Baring z Rice University i jego współpracownicy, którzy wykorzystali dane z satelity ESA XMM-Newton oraz z należącego do NASA satelity NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer) do analizy rotacji magnetara. Wyniki okazały się zaskakujące, gdyż „usterkę" gwiazdy najprawdopodobniej spowodowało dziwne „pęknięcie" na powierzchni gwiazdy, przypominające wulkan. Wskutek tego wydarzenia z gwiazdy wyrzucona została chmura niezwykle masywnych cząsteczek, która doprowadziła do zmiany w jej polu elektromagnetycznym.

Ludzie spekulowali, że gwiazdy neutronowe mogą mieć odpowiedniki wulkanów na swojej powierzchni. Nasze odkrycia sugerują, że może tak być w istocie, a w tym przypadku pęknięcie miało miejsce najprawdopodobniej na biegunie magnetycznym gwiazdy lub w jego pobliżu.

-Matthew Baring, Uniwersytet Rice, Texas

Magnetary emitują intensywne promieniowanie, w tym promieniowanie rentgenowskie, gamma oraz fale radiowe. Emisje te są dla astronomów niezwykle cennym źródłem informacji o tych obiektach. Zliczając impulsy promieniowania rentgenowskiego można, na przykład obliczyć okres rotacji magnetara. Rotacja ta może zwalniać, ale dzieje się to bardzo powoli i stracenie przez gwiazdę nawet jednego obrotu może trwać dziesiątki tysięcy lat. Mogą jednak też wystąpić zakłócenia, które spowodują nagły wzrost prędkości obrotowej gwiazdy. Zazwyczaj takie zakłócenie spowodowane jest nagłym przesunięciem masy we wnętrzu gwiazdy neutronowej.

Można w takim razie wytłumaczyć podręcznikowo nagły skok w prędkości gwiazdy, ale nie jej spowolnienie. To właśnie było przedmiotem badania zespołu profesora Baringa. Zaobserwowany przez nich silny wiatr cząsteczkowy emitowany z gwiazdy przez kilka godzin mógł stworzyć warunki do  zmiany geometrii pola magnetycznego gwiazdy, co doprowadziło do spadku okresu rotacji. 

Dla zespołu niezwykłym wydało się, że pulsacja magnetara radiowego rozpoczęła się kilka dni po jego spowolnieniu wywołanym wiatrem cząstek. Ta zbieżność czasowa sugeruje, że te dwa zjawiska zostały spowodowane tym samym zdarzeniem. Profesor Baring ma nadzieję nadal badać ten fenomen, by dostarczyć więcej informacji na temat wulkanizmu na gwiazdach neutronowych.

Źródło: sci.news