Vědci poprvé pozorovali zrod magnetaru: Záhadný „cvrlikavý“ signál odhalil tajemství nejjasnějších supernov

Astronomové poprvé přímo pozorovali zrod magnetaru, extrémně magnetické a rychle rotující neutronové hvězdy. Tento průlomový objev potvrzuje, že tyto exotické objekty mohou pohánět některé z nejjasnějších hvězdných explozí, jaké kdy byly ve vesmíru pozorovány.

Astronomové poprvé přímo pozorovali zrod magnetaru, extrémně magnetické a rychle rotující neutronové hvězdy. Tento průlomový objev potvrzuje, že tyto exotické objekty mohou pohánět některé z nejjasnějších hvězdných explozí, jaké kdy byly ve vesmíru pozorovány. Klíčem k odhalení byl pozoruhodný „cvrlikavý“ signál ve světle explodující hvězdy.

Objev také potvrzuje teorii, kterou před 16 lety navrhl teoretický astrofyzik Dan Kasen z UC Berkeley, a odhaluje nově rozpoznanou vlastnost určitých explodujících hvězd: charakteristické „cvrlikání“ v jejich světle, které lze vysvětlit pouze pomocí Einsteinovy teorie obecné relativity. Výzkum byl publikován v prestižním časopise Nature.

Superluminózní supernovy patří mezi nejúžasnější exploze ve vesmíru, svítí 10krát nebo i vícekrát jasněji než běžné supernovy. Od jejich prvního rozpoznání na počátku 21. století se astronomové snažili vysvětlit, proč tyto exploze zůstávají intenzivně jasné dlouho poté, co se železné jádro obrovské hvězdy zhroutí a její vnější vrstvy jsou vyvrženy do vesmíru. Kasenova teorie z roku 2010, na níž se podíleli také Lars Bildsten a nezávisle Stanford Woosley, předpokládala, že když obrovská hvězda dosáhne konce svého života, její jádro se může zhroutit do neuvěřitelně husté neutronové hvězdy namísto černé díry. Pokud původní hvězda měla silné magnetické pole, kolaps by ho výrazně zesílil a vytvořil magnetar s magnetickým polem 100 až 1000krát silnějším než u typického pulsaru. Mladé magnetary, ačkoliv měří jen asi 16 kilometrů v průměru, se mohou otáčet více než 1000krát za sekundu.

Při rotaci jejich silná magnetická pole urychlují nabité částice, které narážejí do expandujících trosek supernovy a dodávají extra energii, která udržuje explozi zářící mnohem déle, než se očekávalo. Předpokládá se také, že magnetary generují záhadné rychlé rádiové záblesky.

Nejsilnější důkaz pro tuto teorii získal student Joseph Farah z UC Santa Barbara a Las Cumbres Observatory (LCO) po studiu supernovy objevené v roce 2024, známé jako SN 2024afav. Farah a jeho kolegové dospěli k závěru, že neobvyklé výkyvy ve světelné křivce supernovy poskytují přímý důkaz o tom, že se během exploze vytvořil magnetar. Alex Filippenko, profesor astronomie z UC Berkeley a spoluautor studie, zdůraznil, že jde o definitivní důkaz vzniku magnetaru v důsledku kolapsu jádra superluminózní supernovy.

Supernova SN 2024afav byla objevena v prosinci 2024 a síť 27 dalekohledů Las Cumbres Observatory ji monitorovala více než 200 dní. Supernova se nacházela zhruba miliardu světelných let od Země. Farah a astronom Andy Howell si všimli něčeho neobvyklého poté, co supernova dosáhla maximální jasnosti asi 50 dní po explozi. Namísto plynulého slábnutí, jak to dělá většina supernov, její jasnost opakovaně stoupala a klesala. Intervaly mezi těmito fluktuacemi se postupně zkracovaly, což vytvořilo čtyři odlišné „hrboly“ ve světelné křivce. Farah přirovnal tento vzor k rostoucímu tónu ptačího cvrlikání. Dřívější superluminózní supernovy občas vykazovaly jeden nebo dva hrboly, často vysvětlované jako rázové vlny narážející do plynných obalů obklopujících umírající hvězdu. Žádná předchozí událost však nezobrazila čtyři.