Przeskocz do treści

Delta mi!

Prosto z nieba

Narodziny magnetara

Michał Bejger

o artykule ...

  • Publikacja w Delcie: wrzesień 2019
  • Publikacja elektroniczna: 1 września 2019
  • Autor: Michał Bejger
    Notka biograficzna: Członek współpracy naukowej LIGO-Virgo (zespołu Virgo-POLGRAW), który we wrześniu 2015 r. odkrył fale grawitacyjne.
  • Wersja do druku [application/pdf]: (320 KB)

W sierpniu 2017 roku astronomowie "grawitacyjni" (skupieni w zespołach LIGO i Virgo) zaobserwowali pierwszą bezpośrednią detekcję fal grawitacyjnych emitowanych podczas połączenia się dwóch gwiazd neutronowych w układzie podwójnym. Wydarzenie to, oznaczone GW170817, było początkiem astronomii wieloaspektowej z udziałem detektorów fal grawitacyjnych, ponieważ falom grawitacyjnym towarzyszyły fale elektromagnetyczne, m.in. błysk gamma. Dokładna lokalizacja sygnału na niebie dostarczona przez LIGO i Virgo umożliwiła ponad 70 teleskopom obserwacje poświaty zdarzenia w świetle optycznym, promieniach rentgenowskich, radiowych i innych.

Z zarejestrowanych fal grawitacyjnych wiemy, że w wyniku połączenia gwiazd neutronowych powstał obiekt o masie około  . 2,7M Niestety, detektory LIGO i Virgo nie były dostatecznie czułe, by zarejestrować, to co stało się bezpośrednio po zderzeniu. Nie wiadomo zatem, czy w efekcie powstała masywna gwiazda neutronowa, czy też lekka czarna dziura. Astronomowie zyskali jednak dowód, że ta podklasa błysków gamma (tzw. krótkie błyski) jest związana z układami podwójnymi gwiazd neutronowych. Od tego momentu zaczęto jeszcze uważniej poszukiwać tego typu sygnałów.

Okazuje się, że prawdziwe skarby można odnaleźć umiejętnie przeczesując dane archiwalne. Niedawna praca chińsko-amerykańskiego zespołu astronomów opisuje detekcję sygnału rentgenowskiego XT2, zaobserwowanego przez teleskop kosmiczny Chandra 22 marca 2015 roku. Błysk został znaleziony w tzw. głębokim południowym polu Chandra (Chandra Deep Field South), miejsca na niebie o mniejszej niż średnia gęstość wodoru neutralnego w kierunku patrzenia, co pozwala na dokładniejsze obserwacje rentgenowskie.

Sygnał, który jest związany z galaktyką oddaloną o 6,6 miliarda lat świetlnych (dla porównania, sygnał GW170817 zarejestrowano z odległości zaledwie 130 milionów lat świetlnych), ujawnia ekscytujące następstwo połączenia się gwiazd neutronowych: narodziny pojedynczej gwiazdy neutronowej z potężnym polem magnetycznym - magnetara.

Nowo narodzony i szybko wirujący magnetar na krótko rozbłysnął i świecił w promieniach X przez około 30 minut. Następnie w miarę strat energii rotacyjnej emisja słabła przez kolejne 6,5 godziny, ostatecznie zanikając z widoku teleskopu Chandra. Takie zachowanie jest zgodne z modelami masywnej i obdarzonej dużym polem magnetycznym gwiazdy neutronowej. Zagadką pozostaje, jaką masę ma ten magnetar. Informacja ta ma istotne znaczenie dla modeli jądrowych bardzo gęstej materii.

XT2 leży na obrzeżach swojej galaktyki, co często obserwowane jest w przypadku krótkich błysków gamma. Oszacowana częstość występowania tego typu zjawisk jest zgodna z częstością wyliczoną w oparciu o obserwację GW170817.