Nowy rodzaj gwiazdy daje wskazówki dotyczące tajemniczego pochodzenia magnetarów

Magnetary to najsilniejsze magnesy we Wszechświecie. Te supergęste, martwe gwiazdy, z ultrasilnymi polami magnetycznymi znajdują się w różnych miejscach w naszej galaktyce, ale astronomowie nie wiedzą dokładnie, w jaki sposób obiekty te powstają. Teraz dzięki wielu teleskopom z całego świata, w tym urządzeniom Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO), badacze odkryli żyjąca gwiazdę, która przypuszczalnie stanie się magnetarem. Oznacza to odkrycie obiektów astronomicznych nowego typu – masywnych magnetycznych gwiazd helowych – i rzuca światło na pochodzenie magnetarów

Pomimo obserwacji od ponad 100 lat, tajemnicza natura gwiazdy HD 45166 nie może być łatwo wyjaśniona konwencjonalnymi metodami i niewiele było o niej wiadomo, poza faktem, ze to jedna z pary gwiazd bogata w hel i kilka razy masywniejsza od Słońca.

Ta gwiazda stała się pewnego rodzaju obsesją dla mnie. Tomer i ja odnośimy się do HD 45166 jako ‘gwiazdy zombie’ mówi Julia Bodensteiner z Niemiec, współautorka i astronom z ESO. „Nie tylko dlatego, że gwiazda ta jest wyjątkowa, ale ponieważ w żartach mówię, że zamienia Tomera w zombie.mówi Tomer Shenar, pierwszy autor pracy na temat obiektu, opublikowanej dzisiaj w „Science”, astronom na University of Amsterdam (Holandia).

Na podstawie wcześniejszych badań podobnych gwiazd bogatych w hel, Shenar sądził, że sprawę mogą rozstrzygać pola magnetyczne. Rzeczywiście, wiadomo iż pola magnetyczne wpływają na zachowanie gwiazd i mogą wyjaśniać dlaczego tradycyjnym modelom nie udaje się opisywać HD 45166, znajdującej się około 3000 lat świetlnych od nas w kierunku gwiazdozbioru Jednorożca.

Pamiętam moment olśnienia, Eurek, podczas czytania literatury: A co jeśli gwiazd jest magnetyczna?mówi Shenar, który obecnie pracuje w Centrum Astrobiologii w Madrycie w Hiszpanii.

Shenar i jego zespół postanowili zbadać gwiazdę korzystają z wielu urządzeń na całym świecie. Główne obserwacje przeprowadzono w lutym 2022 roku przy pomocy instrumentu na Teleskopie Kanadyjsko-Francusko-Hawajskim, który może wykrywać i mierzyć pola magnetyczne. Zespół oparł się na także na kluczowych danych archiwalnych z Fiber-fed Extended Range Optical Spectrograph (FEROS) z należącego do ESO Obserwatorium La Silla Observatory w Chile.

Gdy już wykonano obserwacje, Shenar poprosił o sprawdzenie danych współautora Gregga Wade’a, eksperta od pól magnetycznych w gwiazdach, pracującego w Royal Military College w Kanadzie, o sprawdzenie danych. Odpowiedź Wade’a potwierdziła przeczucie Shenara:

Drogi kolego, cokolwiek to jest, z pewnością jest to magnetyczne.

Zespół Shenara odkrył, że gwiazda ma niesamowicie silne pole magnetyczne, około 43 000 gausów, co czyni HD 45166 najbardziej magnetyczną masywną gwiazdą odkrytą do tej pory.

Cała powierzchnia gwiazdy helowej ma pole magnetyczne prawie 100 tysięcy razy silniejsze niż ziemskiewyjaśnia współautor Pablo Marchant, astronom z Instytut Astronomii na KU Leuven w Belgii.

Opisane obserwacje oznaczają odkrycie pierwszej masywnej magnetycznej gwiazdy helowej.

To ekscytujące odkryć nowy typ obiektu astronomicznego, szczególnie, kiedy przez cały czas ukrywał się na widoku.mówi Shenar,

Co więcej, dostarczają wskazówek na temat pochodzenia magnetarów, zwartych, martwych gwiazd z polami magnetycznymi co najmniej miliard razy silniejszymi niż HD 45166. Obliczenia zespołu sugerują, że gwiazda ta zakończy swoje życie jako magnetar. Gdy zapadnie się pod wpływem własnej grawitacji, jej pole magnetycznie ulegnie wzmocnieniu i w końcu gwiazda stanie się bardzo zwartym jądrem z pole magnetycznym około 100 bilionów gausów – najsilniejszym rodzajem magnesów we Wszechświecie.

Shenar i jego grupa badawcza odkryli także, że HD 45166 ma masę mniejszą niż wskazywano do tej pory, około dwóch mas Słońca, a także że ta gwiezdna para krąży w znacznie dalszej odległości niż sądzono. Co więcej, wyniki wskazują, że HD 45166 uformowała się poprzez połączenie dwóch mniejszych gwiazd bogatych w hel.

Nasze wyniki kompletnie przemodelowują zrozumienie HD 45166.podsumowuje Bodensteiner.