Podivné zpomalení magnetaru zřejmě způsobila „sopečná trhlina“ v jeho povrchu
Podle astrofyziků by za změnou rychlosti rotace magnetaru ze souhvězdí Lištičky mohla být „sopečná trhlina“ v jeho povrchu
Neutronové hvězdy jsou bez přehánění jedním z nejpodivnějších objektů, jaké můžeme ve vesmíru objevit. Vznikají z hvězd, které jsou o „trochu“ větší než naše Slunce (zhruba 7–20×). Jakmile takové hvězdě dojde palivo, které fúzní reakcí slučuje na stále těžší prvky, zhroutí se sama do sebe vlastní vahou. To vyvolá masivní explozi, která odvrhne vnější vrstvy materiálu a na nebi vzplane supernova. Na místě původní hvězdy zůstane jen ultrahustá koule o průměru zhruba 20 kilometrů, která ale ukrývá tolik namačkané hmoty, kolik bychom našli ve dvou Sluncích.
Zvláštní podskupinou neutronových hvězd jsou magnetary – neutronové hvězdy, které obklopuje extrémně silné magnetické pole (10⁸ T a více). V současné době vědci znají asi tři desítky magnetarů, přičemž v naší Galaxii víme jen o deseti.
Magnetar ze souhvězdí Lištičky
Unikátní možnost studovat magnetar se vědcům naskytla v roce 2020, kdy vesmírná observatoř Swift zaznamenala zvýšenou aktivitu magnetaru SGR 1935+2154 nacházejícího se ve vzdálenosti zhruba 30 tisíc světelných let v souhvězdí Lištičky. Do pozorování se následně zapojila řada pozemních i vesmírných zařízení a magnetar se tak stal cílem intenzivního výzkumu.
V říjnu 2020 se stalo něco podivného – té doby dramaticky rotující magnetar najednou výrazně zpomalil. Vypadalo to, jako by někdo sešlápl brzdový pedál. Magnetary přitom takové věci prakticky nikdy nedělají. Aby toho nebylo málo, po pár dnech náhle začal vysílat rádiové vlny.
Jak zpomalit magnetar?
Záhadu zpomaleného magnetaru se pokusil se svými kolegy vyřešit americký astrofyzik Matthew Baring z Riceovy univerzity. Baring využil data evropské vesmírné rentgenové observatoře XMM-Newton a amerického vesmírného rentgenového dalekohledu NICER, který pracuje na palubě Mezinárodní vesmírné stanice. S jejich pomocí analyzoval rotaci zmíněného magnetaru. Výzkum Baringova týmu zveřejnil v polovině ledna časopis Nature Astronomy.
Vědci nakonec dospěli k pozoruhodnému závěru – za pozorovaným zpomalením dříve zběsile rotujícího magnetaru by mohla být „sopečná ruptura“, která se otevřela v jeho povrchu. Touto trhlinou by podle vědců unikal do okolního vesmíru proud částic, který by změnil magnetické pole zhroucené hvězdy a vytvořil podmínky k pozorovanému zapnutí rádiového „vysílače“ magnetaru. Tyto rádiové vlny následně zachytil čínský radioteleskop FAST.
„Odborníci již dříve předpovídali, že na povrchu neutronových hvězd by mohly fungovat jevy, které připomínají pozemské vulkány, i když je to samozřejmě pouze povrchní podobnost,“ uvádí Baring. „Naše výsledky naznačují, že by právě tohle mohlo být příčinou pozorovaného zpomalení magnetaru SGR 1935+2154. Také se ukazuje, že zmíněná trhlina, kterou lze přirovnat k vulkánu, se nejspíš objevila v těsné blízkosti některého magnetického pólu magnetaru a možná přímo na něm.“
Jak vznikají magnetary?
Magnetary představují speciální případ závěrečného stadia vývoje hvězdy. Je-li stálice dostatečně hmotná – alespoň v ekvivalentu pěti Sluncí, ale spíš víc –, zhroutí se její jádro gravitačně tak, že gravitaci nedokážou vzdorovat elektronové obaly atomů. Ty se proto zbortí a vytvoří skrumáž atomových jader, v níž se prohánějí volné elektrony. Ani tato látka však působení gravitace nezastaví, a tak jsou elektrony „vtlačeny“ do protonů za vzniku neutronů. Teprve výsledná siláž neutronů zvládne dalšímu gravitačnímu kolapsu odolat. Rodí se neutronová hvězda – objekt o hmotnosti srovnatelné s hmotností Slunce, ovšem s rozměrem okolo 10 km.
TIP: Přehlídka vesmírných bizarností: Nestvůrné pulzary a magnetary
Neutronové hvězdy zpravidla rychle rotují a obklopuje je silné magnetické pole, v jehož polárních oblastech se objevují rádiové výtrysky. Mluvíme pak o pulzarech, zatímco o magnetar se jedná, je-li zmíněné magnetické pole opravdu extrémní – v hodnotách 10⁸ T (tesla) i víc, tedy minimálně stomilionkrát silnější než u magnetické rezonance. Přestavby magnetických polí magnetarů jsou provázeny vznikem silných tlakových poruch („hvězdotřesení“) a mohutných záblesků (erupcí). Z astrofyzikálního hlediska patří uvedené objekty mezi nejzajímavější ve vesmíru.
