Skrivnostni izbruhi signal ostanka mrtve zvezde

Astronome (in širšo javnost) so več let begali hitri radijski izbruhi, ki so izhajali iz oddaljenih galaksij. Ugibali so, kaj je vir izbruhov, ali jih oddaja zvezda, morda črna luknja, spletle so se tudi nekoliko bolj eksotične ideje, da gre za signal tuje civilizacije. 

Letos so znanstveniki prvič ujeli hitri radijski izbruh (v angleščini fast radio burst ali FRB) v naši galaksiji in tudi identificirali vir. 28. aprila so ujeli rentgenske žarke in radijski signal, ki jih je v vesolje poslala nevtronska zvezda z izjemno močnim magnetnim poljem, tako imenovani magnetar, ki je od nas oddaljen okoli 30.000 svetlobnih let.

»Pred tem dogodkom smo imeli več scenarijev, ki so razlagali signale. Čeprav bi se v tej zgodbi še lahko spremenil tok dogodkov, a za zdaj, menimo, da so hitri radijski izbruhi posledica magnetarjev,« je povedal Chris Bochenek, doktorski študent astrofizike pri Caltechu, ki je vodil eno izmed študij na tem področju. Študije, objavljene v reviji Nature, dopuščajo možnosti, da so lahko viri FRB tudi drugi, a so zožili nabor in določili vir, ki ga bodo zdaj poskušali podrobneje opazovati.

»Glede na izvor je to najsvetlejši izbruh FRB v naši galaksiji. Svetlost je še vedno manjša kot pri nekaterih signalih zunaj Galaksije, a prikazuje, da magnetarji sprostijo veliko količino radijske energije, ki je značilna za FRB, tako lahko trdimo, da vsaj nekateri izbruhi izvirajo iz magnetarjev,« je povedal Daniele Michilli, ki deluje v ekipi teleskopa Chime.



Magnetarji so ostanki mrtve zvezde, gre za obliko nevtronske zvezde, ki ima izjemo gosto magnetno polje, več milijardkrat močnejše od Zemljinega. Podrhtevanje zvezde in njenega magnetnega polja vodi tudi do izjemno močnih izbruhov žarkov gama, ki so jih v preteklosti že večkrat zaznali. O samih značilnostih ni veliko znanega, saj so precej daleč od Zemlje. Gre za v premeru majhne objekte, široke okoli 20 kilometrov, a so bistveno masivnejši od Sonca in se tudi hitro vrtijo.

Prvi takšen radijski izbruh so zaznali leta 2007, trajal je le pet milisekund. Že takrat so pomislili na magnetarje kot najverjetnejši vir. Nato so zaznali še več podobnih signalov, nekaj jih je bilo tudi ponavljajočih se, a vsi so izvirali iz drugih galaksij. Precej izbruhov je zaznal novi kanadski teleskop Chime (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) v Britanski Kolumbiji, ki je sestavljen iz stometrskih paraboličnih anten, ki vsak dan poskenirajo vidno nebo.

Ravno ta teleskop je aprila zaznal milisekundo dolg signal iz območja, kjer leži magnetar SGR1935+2154. Signal in izbruh rentgenskih žarkov na isti lokaciji je potrdil še drugi, nekoliko manj sofisticirani teleskop, znan pod kratkim imenom Stare2 ali teleskop, ki zaznava tranzientne astronomske radijske signale.

»Ko sem pogledal podatke prvič, sem zmrznil od vznemirjenja. Že dejstvo, da smo signal ujeli v Galaksiji, je bilo presenetljivo,« je pojasnil Bochenek, ki je sodeloval pri gradnji Stare2.

Pri signalu FRB 200428 se je izkazalo, da je magnetar izbruhnil toliko energije v eni milisekundi, kolikor je Sonce v pol minute.



Pri Nasinem laboratoriju za reaktivni pogon JPL so pojasnili, da je 27. aprila observatorij Swift zaznal aktivnost magnetarja SGR 1935+2154, ki leži v ozvezdju Lisičke (Vulpecula). Nevihta rentgenskih žarkov je trajala več ur in zaznali so jih z več teleskopi, med drugimi še s Fermijem in Nicerjem, ki je nameščen na Mednarodni vesoljski postaji. Po več kot 13 urah, ko se je magnetar že skril pred Nasinimi teleskopi, so evropski Integral, kitajski Huuyan in ruski Konus zaznali poseben izbruh rentgenskih žarkov. V tem pol sekunde dolgem izbruhu pa sta Chime in Stare2 ujela radijski izbruh, dolg le tisočinko sekunde.

Glavno vprašanje je, kako magnetarji sprožijo tako ogromne količine sevanja. Ena izmed razlag je, da zvezdnati potresi razparajo površje in pri tem sprostijo ogromno energije. Druga pa, da se v te ostanke zvezde zaletijo drugi vesoljski delci, kar tako razburka gosto magnetno polje, da se sprostijo radijski valovi.