Kilonova ze které vznikl magnetar. Kredit: NASA, ESA, W. Fong (Northwestern University), and T. Laskar (University of Bath, UK).

Kdysi dávno, ve velmi vzdáleném vesmíru, se srazily dvě neutronové hvězdy. Srážka těchto dvou již tak dost extrémních objektů odpálila gigantickou explozi kilonovy. Ve zlomku sekundy se při ní uvolnilo tolik energie v podobě gama záření, že to to přesáhlo veškerou energii, kterou naše Slunce vyzáří během celé své existence, dlouhé asi 10 miliard let. Byl to krátký gama záblesk, jaké občas detekujeme, ale jejich původ a mechanismy vzniku stále nejsou úplně jasné.

Wen-fai Fong. Kredit: Northwestern University.

Tým astrofyziků vedený odborníky americké Northwestern University prostudoval záření této exploze v oblasti viditelného, rentgenového, blízce infračerveného i rádiového záření. Nakonec dospěli k závěru, že se stali svědky zrození magnetaru, tedy extrémní neutronové hvězdy, obklopené nesmírně silnými magnetickými poli. Ukázalo se, že to byla doposud nejjasnější kilonova, jakou jsme zatím pozorovali. Její krátký gama záblesk, označený jako GRB 200522A, doletěl k Zemi 22. května letošního roku (2020).

Jak říká vedoucí výzkumu Wen-fai Fong, když se srazí dvě neutronové hvězdy, což jsme už pozorovali, tak obvykle předpokládáme, že vznikne těžká neutronová hvězda, která je nestabilní a prakticky okamžitě se zhroutí do černé díry. V tomto případě se ovšem ukázalo, že těžký objekt vzniklý splynutím dvou neutronových hvězd může „přežít“. Namísto zhroucení do černé díry vznikl magnetar, tedy rychle rotující neutronová hvězda s extrémními magnetickými poli.

Zrození magnetaru po srážce neutronových hvězd. Kredit: NASA, ESA, and D. Player (STScI).

Gama záblesk kilonovy nejprve zachytil americký vesmírný gama teleskop Neil Gehrels Swift Observatory. Ten spustil alarm a na místo exploze se zaměřily další teleskopy, jak vesmírné, tak i pozemní: Hubble Space Telescope, Very Large Array, W.M. Keck Observatory na Havaji a síť teleskopů Las Cumbres Observatory Global Telescope. Jejich data rychle ukázala, že tahle kilonova je zvláštní. Blízce infračervené záření exploze, které pozoroval Hubble, bylo v porovnání s rentgenovým a rádiovým zářením asi desetkrát jasnější, než by mělo podle dosavadních představ být. Badatelé zvažovali různé možnosti a nakonec jako nejvíce pravděpodobné vysvětlení vybrali zrození magnetaru.

Magnetary už známe. Pár jich máme i v Mléčné dráze. Odborníci se domnívají, že vznikly při supernovách masivních hvězd. Zároveň ale existuje možnost, že některé magnetary vznikají splynutím již hotových neutronových hvězd. Podle Fongové jsme se teď nejspíš stali svědky právě takové události.

Pokud jde o kilonovy, to jsou vesmírné exploze, které jsou sice slabší než klasické supernovy, ale zároveň asi tisíckrát silnější než exploze nov. Pokud zesílené infračervené záření v této kilonově, které pozoroval Hubble, opravdu vyvolal čerstvě zrozený magnetar, tak by za pár pozemských let měl materiál vyvržený kilonovou zářit v oblasti rádiového záření. Pokud takové záření objevíme, tak to bude potvrzení, že skutečně máme co dělat s magnetarem ze srážky neutronových hvězd.

Video: Birth of a magnetar from neutron star merger

Literatura

Northwestern Now 12. 11. 2020.

arXiv:2008.08593.