Podarilo sa vysvetliť záhadu vzniku magnetaru?
Marcel Škreka - 2014-05-20

Umelecká predstava magnetaru vo hviezdokope Westerlund 1. Kredit: ESO/L. Calçada

Magnetary sú zvláštne extrémne husté pozostatky po výbuchoch supernov. Sú najsilnejšími známymi prírodnými magnetmi vo vesmíre, milióny krát silnejšie ako najsilnejšie magnety na Zemi. Tím európskych astronómov za použitia ďalekohľadov VLT našiel po prvý krát možnú sesterskú hviezdu magnetaru. Tento objav pomohol vysvetliť 35 rokov trvajúcu záhadu ohľadom vzniku magnetarov a prečo podľa očakávaní astronómov tieto hviezdy gravitačne neskolabovali na čierne diery.

Keď hmotná hviezda počas výbuchu supernovy skolabuje pod vlastnou váhou, vzniká neutrónová hviezda, alebo čierna diera. Magnetary sú veľmi neobvyklou formou neutrónových hviezd. Tieto objekty sú drobné a extrémne husté (1 čajová lyžička hmoty z neutrónovej hviezdy má hmotnosť miliardu ton), no majú aj veľmi silné magnetické polia. Pri uvoľňovaní napätia v kôre magnetaru prostredníctvom hviezdotrasení vyžarujú magnetary obrovské množstvá gama žiarenia.

Vo hviezdokope Westerlund 1 nachádzajúcej sa v južnom súhvezdí Oltár vzdialenej 16 000 ly je jeden z 12 známych magnetarov v našej Galaxii. Nazýva sa CXOU J164710.2-455216 a astronómom značne zamotal hlavu.

Podľa predošlých výskumov sa predpokladalo, že tento magnetar musel vzniknúť pri výbuchu hviezdy 40 krát hmotnejšej ako Slnko. Bol tu však problém, lebo tak hmotné hviezdy by mali skolabovať na čiernu dieru a nie neutrónovú hviezdu.

Astronómovia preto navrhli riešenie, v ktorom predpokladajú, že magnetar vznikol pri interakcii veľmi masívnych zložiek dvojhviezdy. Doteraz ale nebola v okolí CXOU J164710.2-455216 nájdená druhá zložka tejto dvojhviezdy. K pátraniu po druhej zložke astronómovia využili ďalekohľady VLT. Hľadali hviezdu pohybujúcu sa únikovou rýchlosťou z hviezdokopy Westerlund 1, ktorá mohla byť pri výbuchu supernovy vykopnutá zo svojej pôvodnej dráhy v rámci dvojhviezdy. Tieto kritériá spĺňala hviezda označovaná ako Westerlund 1-5.

Táto hviezda nemá len vysokú rýchlosť zodpovedajúcu vykopnutiu pri výbuchu supernovy. Jej malá hmotnosť, veľká povrchová teplota a nadmerný podiel uhlíka, ktorý nemôže v samostatnej hviezde vzniknúť v takomto množstve poukazujú na to, že musela vzniknúť v binárnom systéme.

Tento objav umožnil astronómom rekonštruovať životný príbeh hviezdy na ktorého konci bol vznik magnetaru namiesto čiernej diery. Keď hmotnejšej zložke dvojhviezdy začalo dochádzať jadrové palivo, zväčšila svoj objem a jej vonkajšie vrstvy začala nabaľovať menej hmotná zložka (z ktorej potom vznikol magnetar), čím jej rotácia začala narastať. Práve rýchla rotácia bola príčinou vzniku magnetaru a jeho mohutného magnetického poľa. Výsledkom prenosu hmoty narástla hmotnosť nemej hmotnej hviezdy natoľko, že začala nedávno nadobudnutú hmotu odvrhovať. Väčšia časť tejto hmoty sa rozptýlila v medzihviezdnom priestore a zvyšok prešiel naspäť na hmotnejšiu zložku, ktorú dnes označujeme Westerlund 1-5. Proces prehadzovania materiálu má na svedomí jedinečné chemické zloženie Westerlund 1-5 a aj to, že vznikol magnetar namiesto čiernej diery.

Zdá sa, že podstatným faktom pri vzniku magnetaru je prítomnosť hviezdy v binárnom systéme. Zrýchľovanie rotácie dôsledkom prenosu hmoty medzi dvoma hviezdami sa zdá byť nevyhnutnou k vzniku extrémne silného magnetického poľa a druhá fáza prenosu hmoty umožní budúcemu magnetaru zmenšiť sa natoľko, že v čase zániku hviezdy neskolabuje do čiernej diery.