Uczeni odkryli, że licząca zaledwie pięciu znanych członków, enigmatyczna klasa gwiazd neutronowych składa się z magnetarów – egzotycznych gwiazd o polu magnetycznym biliony razy silniejszym niż pole Ziemi czy Słońca i mogących rozmagnesować kartę kredytową z odległości ponad 100 tysięcy kilometrów.

Te gwiazdy neutronowe, nazywane anomalnymi pulsarami rentgenowskimi (Anomalous X-ray Pulsars, AXP), opierały się fizycznemu wyjaśnieniu od czasu odkrycia pierwszego z nich (w 1982 roku). Nowo stwierdzony związek między AXP i magnetarami został opisany z Nature z 12 września. Badania opierają się na pomiarach wykonanych przez amerykańską sondę Rossi X-ray Timing Explorer.

Odkrycie dokonane przez grupę kierowaną przez prof. Victorię Kaspi z Wydziału Fizyki w McGill University w Montrealu znacznie zwiększyło znacznie liczbę znanych magnetarów.

Ludzie od lat podejrzewali, że AXP mogą być magnetarami” – powiedziała Kaspi. “Wreszcie mamy tego przekonujący dowód. Udało nam się zaobserwować, że jeden z nich wybuchł dokładnie tak jak magnetar“.

Współautorami obserwacji są Fotis Gavriil, doktorant z Wydziału Fizyki w McGill University oraz Peter Woods z Narodowego Centrum Nauk Kosmicznych i Technologii w Huntsville.

Gwiazda neutronowa to super-gęsta kula (o promieniu kilkunastu kilometrów), pozostałość kolapsującej gwiazdy o masie większej niż 10 mas Słońca. Gwiazdy neutronowe, które obracając się emitują regularne pulsy promieniowania X nazywamy pulsarami rentgenowskimi.

AXP były określane jako “anomalne”, gdyż uczeni nie byli w stanie stwierdzić co jest źródłem ich energii. Inne typy gwiazd neutronowych świecą kosztem energii grawitacyjnej lub obrotowej. Nie jest to możliwe w przypadku AXP. Żeby było jeszcze bardziej tajemniczo – rozpatrywane typy pulsarów świecą słabo (lub są zupełnie nieobserwowalne) w innych niż rentgenowskie zakresach widma elektromagnetycznego.

Ostatnie obserwacje satelitarne pokazują, że źródłem promieniowania X jest energia pola magnetycznego.

W 1979 roku uczeni zaobserwowali potężny wybuch gwiazdy neutronowej. Po dalszej analizie obserwacja okazała się być narodzinami nowej klasy gwiazd neutronowych, znanych jako Powtarzacze Miękkiego Promieniowania Gamma (Soft Gamma-ray Repeaters, SGR). Gwiazdy wchodzą w okres wybuchu, gdy zaczynają emitować miękkie (niskoenergetyczne) promieniowanie gamma (zwane również twardym, wysokoenergetycznym promieniowaniem X).

W połowie lat 90-tych uczeni mieli już dowód, że SGR’y posiadają pola magnetyczne o natężeniach 1014 do 1015 gaussów (pole magnetyczne Słońca to około 5 gaussów). Zostały one nazwane magnetarami, teoretycznymi obiektami, wtedy jeszcze nie obserwowanymi.

Nie wiedziano, że AXP mogą wybuchać jak SGR… aż do teraz. Zespół Kaspi zaobserwował pierwszy taki wybuch łącząc ze sobą te dwa typy egzotycznych obiektów. AXP mogą być młodszymi wersjami SGR.

Grupa uczonych zaobserwowała błysk źródła oznaczonego AXP 1E 1048-5937, w konstelacji Kila. “Dzięki podobieństwu parametrów obrotu, widma i wybuchu możliwe stało się połączenie AXP, SGR i magnetarów” – powiedział Gavrill.

Kaspi stwierdziła, że jej grupa odkryła też cechę widma wybuchu AXP przy energii 14 kiloelektronowoltów (keV). Obserwacje te mogą potwierdzać, że obiekty te mają pola magnetyczne rzędu 1015 gaussów.

Autor

Michał Matraszek