Vědci odhalují záhady magnetarů, nejmagnetičtějších objektů ve vesmíru

Přihlaste se k odběru vědeckého zpravodaje CNN Wonder Theory. Prozkoumejte vesmír se zprávami o úžasných objevech, vědeckém pokroku a dalších.

CNN
–

Magnety patří mezi nejexotičtější a nejzáhadnější objekty ve vesmíru a hromadí bilionkrát větší magnetickou sílu než Země nebo jakýkoli magnet vyvinutý člověkem.

Vědci si stále nejsou jisti, jak přesně tyto věci vznikají. Ale jedinečná hvězda bohatá na helium je 3000 světelné roky Podle studie zveřejněné 17. srpna v časopise Science to může být daleko od některých odpovědí.

Vědci tvrdí, že záhadné chování hvězdy nelze vysvětlit konvenčními modely. Ale to lze vysvětlit magnetickými poli – poli, která byla ve skutečnosti tak silná, že byla určena jako nejhmotnější magnetické hvězdy, jaké kdy byly zaznamenány. To dokonce dalo vzniknout nové definici: „helium magnetar mass“.

Nyní vědci předpokládají, že hvězda jednoho dne zkolabuje při výbuchu supernovy. A výsledkem této exploze by mohlo být zrození magnetaru – mrtvé hvězdy, která bude mít podle studie magnetický tah miliardkrát silnější než současná hvězda.

To poskytuje alespoň jednu odpověď na otázku, jak se tvoří magnety. Autoři studie upozorňují, že mohou existovat i jiné přístupy. Je to ale obrovský krok kupředu v řešení záhad magnetarů, které mátly vědce už desítky let.

Masivní héliový magnetar v srdci studie je součástí dvouhvězdného systému zvaného HD 45166. Dominantní – neboli primární – hvězda v systému se stala posedlostí Tomera Schnarra, hlavního autora studie a astronoma. na univerzitě v Amsterdamu v Nizozemsku.

„Nikdy jsme si jich pořádně nevšimli, protože je tak těžké je odhalit – kromě tohoto objektu,“ řekl Shinar o typu hvězdy HD 45166.

O hvězdě mluví jako o svém „mazlíčkovi“, zatímco jeho kolegyně a spoluautorka studie Julia Bodensteiner vtipkovala hovory Je to „zombie hvězda“ – protože „promění Tomera v zombie“.

Hvězda vypadá jako Wolf-Rayetova hvězda, což je fáze, kterou procházejí velmi hmotné hvězdy, než se zhroutí na neutronové hvězdy nebo černé díry. Ale hvězda byla mnohem méně hmotná než typický Wolf-Rayet.

„Je to v podstatě organismus, který vzdoruje našim modelům a našim teoriím,“ řekl Schnarr CNN.

Schnarrovi však došlo, že příčinou by mohla být magnetická pole, která vysvětluje, proč hvězda vypadá jako Wolf-Rayet, ale má mnohem menší hmotnost.

Zpočátku tomu ani Shinnar nemohl uvěřit. Přesvědčit kolegy výzkumníky, řekl, nebylo snadné. Ale důkazy byly tak přesvědčivé, že Schnarr a jeho kolegové měli přístup k vysoce konkurenčním astronomickým přístrojům, včetně kanadsko-francouzsko-havajského dalekohledu, který se nachází na Havaji a dokáže detekovat a měřit magnetická pole.

Výsledky byly úžasné.

Bylo zjištěno, že hvězda má magnetické pole 43 000 gaussů. Pro kontext, Země má magnetické pole – které umožňuje práci kompasů a navigaci ptáků – měřící asi 0,5 gaussů.

Vědci se domnívají, že magnetické pole této hvězdy vzniklo sloučením s jinou hvězdou. Studie v podstatě uvedla, že dvouhvězdný systém měl tři hvězdy a jedna hvězda spolkla jednoho ze svých společníků a vytvořila vysoce magnetické jádro.

Vědci se domnívají, že masivní héliový magnetron se zhroutí a exploduje a stane se z něj supernova, asi za milion let.

Tato exploze by pak vytvořila neutronovou hvězdu, ke které dochází, když se protony a elektrony v centru hvězdy zhroutí a vytvoří neutrony – v podstatě mrtvé zbytky kdysi masivní a planoucí hvězdy.

To už vědci věděli 10 % neutronových hvězd Je také magnetická. Nikdy ale nevěděli, proč vznikla.

A odpovědí je tento dokonalý vesmírný nápoj: hvězda, která tvoří vysoce magnetické jádro splynutím s jinou hvězdou, která se může později zhroutit a stát se neutronovou hvězdou se všemi vlastnostmi magnetaru.

Alespoň to je jedna odpověď, poznamenal Schnarr.

„Otázkou nyní je, zda je to dominantní formační kanál, nebo jen další způsob formování, ale pravděpodobně ne ten nejběžnější,“ řekl. „Ale jistě – je to nová metoda.“

Dr. Harsha Plumer, vědecká pracovnice z West Virginia University, která se na studii nepodílela, ale věnovala se rozsáhlému výzkumu magnetů, označila studii za „nepochybně podmanivou.“ Dodala, že je to v souladu s některými z jejích vlastních výzkumů, které naznačují, že Wolf-Rayetovy hvězdy by mohly být předky magnetarů.

Připustila další teorii o vzniku magnetů. volal „magnetický modelPředpokládal, že „extrémní teplo a rotace by mohly řídit konvektivní pohyby v jádru neutronové hvězdy, což by zase mohlo generovat silná magnetická pole prostřednictvím pohybu dynama“. To je stejný způsob, jakým vědci předpokládají, že Země získala své magnetické pole.

Ale dodala: „Je důležité poznamenat, že žádná z těchto teorií se vzájemně nevylučuje.“

Vědci samozřejmě nemohou pozorovat vznik tohoto podezřelého magnetaru, protože masivní héliový magnetar je stále asi milion let od kolapsu.

Současné astronomické nástroje umožňují astronomům každou noc zaznamenat stovky nebo dokonce tisíce supernov, řekl Schnarr. Ale tyto exploze se dějí tak daleko – miliony a dokonce miliardy světelných let daleko –, že je velmi obtížné přesně říci, co po sobě tyto supernovy zanechaly.

Ideální by bylo podle Schnarra pozorovat magnetickou formaci v naší galaxii. V blízkosti domova se ale v průměru vyskytuje jen asi jedna supernova každých 100 let. A i tak je stále jen 10% šance, že výsledkem je neutronová hvězda, která je zároveň magnetarem.

„Kdybyste se dožili 1000 let, pravděpodobně byste jednoho viděli,“ vtipkoval Schnar.

Vědci však tvrdí, že je spravedlivé, že si můžeme být docela jisti, že rozluštili kód pro tento typ formování magnetů.

Schnarr řekl, že i když jde o „velmi fantastický a úžasný scénář“, pravděpodobně není v našem obrovském vesmíru neobvyklý.

Plumer dodal, že na magnetarech je stále potřeba udělat spoustu vzrušující práce a každý pokrok pomáhá vytvořit komplexnější obraz vesmíru.

„Studium magnetarů může poskytnout pohled na chování hmoty pod intenzivními magnetickými poli a pomůže nám lépe porozumět základním vlastnostem neutronových hvězd, jejich vývoji a dokonce i možným zdrojům gravitačních vln,“ řekla.

Dodala, že podle jejího názoru jsou magnetary „kosmické záhady čekající na vyřešení“.