Možná jsme zaznamenali první magnetickou erupci mimo naši galaxii

Gama paprsky jsou širokou třídou vysokoenergetických fotonů, včetně všeho, co má větší energii než rentgenové záření. I když často pocházejí z procesů, jako je radioaktivní rozpad, jen málo astronomických událostí je produkuje v dostatečném množství, aby mohly být detekovány, když záření pochází z jiné galaxie.

Seznam je však větší než jedna, což znamená, že objev gama paprsků neznamená, že známe událost, která vedla k jejich objevení. Při nízkých energiích mohou být produkovány v oblastech obklopujících černé díry a neutronové hvězdy. Supernovy mohou také produkovat náhlý záblesk gama paprsků, stejně jako splynutí kompaktních objektů, jako jsou neutronové hvězdy.

Pak jsou tu magnetary. Jsou to neutronové hvězdy, které mají alespoň dočasně intenzivní magnetické pole >10¹² Mnohonásobně silnější než magnetické pole Slunce. Magnetary mohou zažít erupce a dokonce i obří erupce, protože vyzařují velké množství energie, včetně gama paprsků. Tyto exploze může být obtížné odlišit od gama záblesků, které jsou výsledkem sloučení kompaktních objektů, takže k jediným potvrzeným obřím magnetarovým výbuchům došlo v naší galaxii nebo jejích satelitech. Zatím to vypadá.

co to bylo

Dotyčný výbuch sledovala Evropská kosmická agentura Integrovaná observatoř gama záření, mimo jiné v listopadu 2023. GRB 231115A byl krátký, na některých vlnových délkách trval jen asi 50 milisekund. Zatímco delší záblesky gama záření mohou vznikat tvorbou černých děr během supernov, tento krátký záblesk je podobný těm, které lze očekávat při splynutí neutronových hvězd.

Směrová data z Integral GRB 231115A jej umístila přímo nad blízkou galaxii M82, která je také známá jako doutníková galaxie. M82 je takzvaná starburst galaxie, což znamená, že tvoří hvězdy v rychlém klipu a exploze je pravděpodobně způsobena interakcemi s jejími sousedy. Celkově galaxie tvoří hvězdy rychlostí více než 10krát vyšší než rychlost tvorby hvězd Mléčné dráhy. To znamená hodně supernov, ale také to znamená hodně mladých neutronových hvězd, z nichž některé vytvoří magnetary.

To nevylučuje možnost přítomnosti M82 před zábleskem gama záření ze vzdálené události. Vědci však používají dvě různé metody, aby ukázali, že je to vysoce nepravděpodobné, takže nejpravděpodobnějším zdrojem gama záření je něco, co se děje v galaxii.

Stále by se mohlo jednat o záblesk gama záření, ke kterému došlo uvnitř M82, kromě toho, že odhadovaná celková energie exploze je mnohem nižší, než bychom od těchto událostí očekávali. Supernovy by měly být detekovány i na jiných vlnových délkách, ale po jedné nebylo ani stopy (stejně obvykle produkují delší exploze). Alternativní zdroj, sloučení dvou kompaktních objektů, jako jsou neutronové hvězdy, mohl být detekován pomocí observatoří gravitačních vln, ale v tuto chvíli neexistoval jasný signál. Tyto události často zanechávají zdroje rentgenového záření, ale v M82 nejsou vidět žádné nové.

Vypadá to tedy jako obří magnetická erupce a možná vysvětlení krátkého výbuchu gama záření pro GRB 231115A ve skutečnosti nefungují.

Hledáte další

Přesný mechanismus, kterým magnetary produkují gama záření, nebyl plně určen. Předpokládá se, že tento proces zahrnuje přeskupení kůry neutronové hvězdy, vyvolané intenzivními silami generovanými úžasně intenzivním magnetickým polem. Předpokládá se, že obří erupce vyžadují sílu magnetického pole alespoň 10¹⁵ Gauss. Magnetické pole Země je menší než jeden gauss.

Za předpokladu, že událost vyslala záření do všech směrů, spíše než aby jej nasměrovala k Zemi, vědci odhadují, že celková uvolněná energie byla 10⁴⁵ ergs, což znamená přibližně 10²² Megatuny TNT. Takže i když je méně aktivní než splynutí neutronové hvězdy, stále jde o působivě aktivní událost.

Abychom jim však lépe porozuměli, pravděpodobně potřebujeme více než tři stavy v našem bezprostředním okolí, které jsou s magnetary jednoznačně spojeny. Schopnost konzistentně určit, kdy k těmto událostem ve vzdálených galaxiích dochází, by tedy pro astronomy byla velká výhra. Výsledky by nám mohly pomoci vyvinout model, který by rozlišil, kdy se díváme na obří erupci spíše než na alternativní zdroje gama paprsků.

Vědci také poznamenávají, že se jedná o druhého kandidáta na obří vzplanutí spojeného s M82, a jak bylo zmíněno výše, očekává se, že hvězdné galaxie budou relativně bohaté na magnetary. Zaměření hledání na ně a podobné galaxie může být právě to, co potřebujeme ke zrychlení tempa našich pozorování.

Příroda, 2024. DOI: 10.1038/s41586-024-07285-4 (O digitálních ID).