Ξεκλειδώνοντας τα μυστήρια των magnetars, των πιο μαγνητικών αντικειμένων στο σύμπαν

Οι επιστήμονες δεν είναι ακόμη σίγουροι για το πώς ακριβώς σχηματίζονται αυτά τα αντικείμενα. Αλλά ένα μοναδικό αστέρι πλούσιο σε ήλιο που βρίσκεται 3.000 έτη φωτός μακριά μπορεί να έχει κάποιες απαντήσεις, σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύθηκε αυτή την εβδομάδα στο περιοδικό Science.

Οι ερευνητές ισχυρίζονται ότι η αινιγματική συμπεριφορά του άστρου δεν μπορεί να εξηγηθεί με τα παραδοσιακά μοντέλα. Θα μπορούσε όμως να εξηγηθεί από μαγνητικά πεδία – πεδία τόσο ισχυρά που του χάρισαν τον τίτλο του πιο μαγνητικού άστρου που έχει καταγραφεί ποτέ, και έναν νέο αστρονομικό όρο: «μαγνητικό αστέρι ηλίου μεγάλης μάζας».

Τώρα, οι επιστήμονες υποψιάζονται ότι μια μέρα, το άστρο θα πεθάνει με μια έκρηξη σουπερνόβα. Και το αποτέλεσμα αυτής της έκρηξης θα μπορούσε να είναι η γέννηση ενός magnetar – ενός νεκρού άστρου που θα έχει μαγνητική έλξη δισεκατομμύρια φορές ισχυρότερη από το σημερινό άστρο, σύμφωνα με τη μελέτη.

Αυτό δίνει τουλάχιστον μια απάντηση στο ερώτημα πώς σχηματίζονται τα magnetars. Μπορεί να υπάρχουν και άλλες μέθοδοι, σημειώνουν οι συγγραφείς της μελέτης. Αλλά είναι ένα τεράστιο βήμα για να ξεκλειδώσουμε τα μυστήρια των magnetars, τα οποία απασχολούν τους επιστήμονες εδώ και δεκαετίες.

Η γέννηση ενός magnetar

Το μαγνητικό αστέρι ηλίου μεγάλης μάζας που βρίσκεται στο επίκεντρο της μελέτης είναι μέρος ενός συστήματος δύο αστέρων που ονομάζεται HD 45166. Και το κυρίαρχο αστέρι μέσα στο σύστημα έχει γίνει εμμονή για τον Τόμερ Σέναρ, κύριο συγγραφέα της μελέτης και αστρονόμο στο Πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ.

«Δεν τα έχουμε παρατηρήσει ποτέ τέτοια αστέρια, επειδή είναι πολύ δύσκολο να εντοπιστούν – εκτός από το συγκεκριμένο», δήλωσε ο Σέναρ για το HD 45166.

Το HD 45166 μοιάζει με αστέρα Βολφ-Ραγιέ (Wolf-Rayet), μια φάση που περνούν τα πολύ μεγάλα αστέρια πριν εκραγούν και σχηματίσουν αστέρια νετρονίων ή μαύρες τρύπες. Αλλά το άστρο έχει πολύ μικρότερη μάζα από ένα τυπικό Βολφ-Ραγιέ.

«Είναι ουσιαστικά ένα αντικείμενο που αψηφά τα μοντέλα και τις θεωρίες μας», δήλωσε ο Σέναρ στο CNNi.

Ο Σέναρ σκέφτηκε ότι τα μαγνητικά πεδία θα μπορούσαν να είναι η αιτία που εξηγεί γιατί το αστέρι μοιάζει με Βολφ-Ραγιέ αλλά περιέχει πολύ λιγότερη μάζα. Για να το μελετήσει, απέκτησε πρόσβαση στο Τηλεσκόπιο Καναδά-Γαλλίας-Χαβάης, το οποίο βρίσκεται στη Χαβάη και μπορεί να ανιχνεύσει και να μετρήσει μαγνητικά πεδία.

Τα αποτελέσματα ήταν εκπληκτικά. Διαπιστώθηκε ότι το άστρο είχε μαγνητικό πεδίο 43.000 gauss, τη στιγμή που το μαγνητικό πεδίο της Γης είναι περίπου 0,5 gauss.

Οι ερευνητές υποψιάζονται ότι το μαγνητικό πεδίο αυτού του άστρου προήλθε από τη συγχώνευση με ένα άλλο άστρο. Το σύστημα δύο αστέρων περιείχε κάποτε τρία αστέρια και το ένα αστέρι κατάπιε ένα από τα άλλα δύο, σχηματίζοντας έναν ιδιαίτερα μαγνητικό πυρήνα.

Από σουπερνόβα σε μαγνήτη

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι το HD 45166 θα εκραγεί σε σουπερνόβα, σε περίπου ένα εκατομμύριο χρόνια.

Αυτή η έκρηξη θα δημιουργήσει στη συνέχεια ένα αστέρι νετρονίων, κάτι που συμβαίνει όταν τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια στο κέντρο ενός αστέρα καταρρέουν και σχηματίζουν νετρόνια.

Οι επιστήμονες γνώριζαν ήδη ότι περίπου το 10% των αστέρων νετρονίων είναι επίσης magnetars. Αλλά δεν ήξεραν τι συνέβαλε στη δημιουργία τους.

Και η απάντηση είναι αυτό το τέλειο κοσμικό παρασκεύασμα: Ένα αστέρι που σχηματίζει έναν εξαιρετικά μαγνητικό πυρήνα συγχωνευόμενο με ένα άλλο αστέρι, μπορεί αργότερα να εκραγεί και να γίνει αστέρι νετρονίων με όλες τις ιδιότητες ενός magnetar.

Βέβαια, οι ερευνητές δεν θα μπορέσουν ποτέ να παρατηρήσουν τον σχηματισμό αυτού του εν δυνάμει magnetar, καθώς το HD 45166 απέχει ακόμη περίπου ένα εκατομμύριο χρόνια από την έκρηξη.

Τα τρέχοντα αστρονομικά εργαλεία επιτρέπουν στους αστρονόμους να παρατηρούν εκατοντάδες ή και χιλιάδες σουπερνόβα κάθε βράδυ, σύμφωνα με τον Σέναρ. Αλλά αυτές οι εκρήξεις συμβαίνουν τόσο μακριά – σε αποστάσεις πολλών εκατομμυρίων ή και δισεκατομμυρίων ετών φωτός – που είναι πολύ δύσκολο να προσδιοριστεί τι ακριβώς αφήνουν πίσω τους.

Αυτό που θα ήταν ιδανικό, είπε ο Σέναρ, είναι να παρατηρηθεί ένας σχηματισμός magnetar μέσα στον δικό μας γαλαξία. Αλλά υπάρχει, κατά μέσο όρο, μόνο ένας σουπερνόβα κοντά σε εμάς κάθε 100 χρόνια. Ακόμη και τότε, υπάρχει μόνο 10% πιθανότητα το αποτέλεσμα να είναι ένας αστέρας νετρονίων που να είναι επίσης magnetar. «Αν ζούσαμε για 1.000 χρόνια, πιθανότατα θα προλαβαίναμε να δούμε έναν», αστειεύεται ο Σέναρ.

Με πληροφορίες από: Scientists unlock mysteries of magnetars, the most magnetic objects in the universe by Jackie Wattles, CNN