eso1415sr — Naučno saopštenje

Rešena misterija magnetara?

14. мај 2014.

Magnetari su bizarni i vrlo gusti ostaci eksplozija supernova. Oni su najmoćniji magneti u svemiru – milionima puta jači od najjačih magneta na Zemlji. Tim evropskih astronoma je po prvi put, uz pomoć Veoma velikog teleskopa Južne evropske opservatorije (VLT), otkrio saputnika magnetara. Ovo otkriće nam pomaže da shvatimo kako magnetari nastaju – zagonetka stara 35 godina – i zašto ova zvezda nije kolapsirala u crnu rupu kao što bi astronomi očekivali.

Kada se masivna zvezda uruši pod uticajem sopstvene gravitacije, tokom eksplozije supernove, dolazi do formiranja neutronske zvezde ili crne rupe. Magnetari su neobična i egzotična vrsta neutronskih zvezda.  Kao i sve neutronske zvezde i oni su veoma mali i izvanredno gusti – kafena kašikica neutronske zvezde težila bi milijardu tona – ali imaju i izuzetno moćna magnetna polja.  Sa površine magnetara se emituju ogromne količine gama zraka, kada dolazi do naglih “podešavanja” koje nazivamo zvezdotresi, usled velikog pritiska u njihovoj kori. Zvezdano jato Vesterlund 1 (Westerlund 1) [1], koje se nalazi na 16 000 svetlosnih godina, u sazvežđu južnog neba Ara (Oltar), dom je jednom od ukupno dvadesetak magnetara poznatih u Mlečnom putu. Vodi se pod imenom CXOU J164710.2-455216 i dosta je namučio astronome.

“U našem prethodnom radu (eso1034) pokazali smo da je magnetar u jatu Vesterlund 1 (eso0510) najverovatnije nastao u eksploziji zvezde, 40 puta masivnije od Sunca. Ovo je samo po sebi problem, jer tako masivne zvezde se urušavaju i formiraju crne rupe nakon svoje smrti, a ne neutronske zvezde. Nismo shvatali kako je mogao da nastane magnetar”, izjavio je Simon Klark, glavni autor ovog naučnog rada.

Astronomi su predložili sledeće rešenje za ovu misteriju. Oni smatraju da se magnetar formirao tokom interakcije dve masivne zvezde koje su orbitirale jedna oko druge u binarnom sistemu, tako gusto pakovanom da bi mogao da stane unutar Zemljine orbite oko Sunca. Ali, sve do sada, prateća zvezda nije bila detektovana u okolini magnetara u  jatu Vesterlund 1, pa su astrnomi koritili VLT da je potraže u drugim delovima jata. Tražili su takozvane odbegle zvezde – objekte koji napuštaju jato pri velikim brzinama  - koje su možda bile izbačene iz orbite usled eksplozije supernove koja je formirala magnetar. Jedna zvezda, poznata kao Vesterlund 1-5 [2] se ponašala upravo tako.

“Ne samo da ova zvezda ima veliki brzinu, koja se očekuje kada zvezdu odgurne eksplozija supernove, nego ima i  malu masu, visoku luminoznost i bogata je ugljenikom, a ovo je gotovo nemoguće objediniti u jednoj zvezdi – što nas je navelo na zaključak da je formirana zajedno sa drugom zvezdom”, dodaje Ben Riči (Otvoreni univerzitet), ko-autor naučnog rada.

Ovo otkriće omogućilo je astronomima da rekonstruišu životnu priču zvezde koja je dovela do stvaranja magnetara umesto crne rupe [3]. U prvoj fazi ovog procesa, masivnija zvezda u paru polako ostaje bez goriva, a svoje spoljašnje slojeve prebacuje svom manjem saputniku – koji je predodređen da postane magnetar – i čini da se okreće sve brže i brže. Takođe, izgleda da je ovako brza rotacija jedan od klučnih činilaca u formiranju izuzetno jakog magnetnog polja magnetara.

U drugoj fazi, kao rezultat transfera mase, sam saputnik postaje toliko masivan da se za uzvrat rešava velikog dela svoje nedavno stečene mase. Dobar deo mase će biti izgubljen, ali jedan deo će se vratiti na originalnu zvezdu koju i dan-danas vidimo da sjaji kao Vesterlund 1-5.

“Upravo ovaj proces razmene materije je ostavio jedinstveni otisak hemijskih elementata na zvezdi Vesterlund1-5 i omogućio da se masa njenog saputnika smanji toliko da se umesto crne rupe formira magnetar – zvezdana igra vrućih krompira sa komsičkim posledicama!” zaključuje član tima Franciso Naharo (Centar za astrobiologiju, Španija).

Čini se da ako je zvezda član binarnog sistema, to može biti ključni sastojak recepta za stvaranje magnetara. Brza rotacija koja je nastala kao posledica transfera mase između dve zvezde je neophodna za nastajanje izuzetno jakog magnetnog polja. Drugi transfer mase omogućuje magnetaru u nastajanju da se reši viška mase dovoljno da se ne uruši i postane crna rupa u krajnjem stadijumu svog života.

Beleške

[1] Otvoreno jato Vesterlund 1 (Westerlund 1) otkrio je švedski astronom Bengt Vesterlund 1961. godine u Australiji , koji se kasnije preselio iz Australije i postao direktor ESO-a u Čileu (1970-1974). Ovo jato se nalazi iza ogromnog međuzvezdanog oblaka gasa i prašine, koji blokira veći deo njegove vidljive svetlosti. Faktor zamagljivanja je viši od 100 000 i zbog toga je bilo neophodno ovoliko vremena da se otkrije prava priroda jata.

Vesterlund 1 je jedinstvena prirodna laboratorija za proučavanje ekstremne fizike zvezda, koa pomaže astronomima da otkriju kako najmasivnije zvezde u Mlečnom putu  žive i umiru. Iz svojih opservacija astronomi su zaključili da ovo posebno jato najverovatnije sadrži ništa manje od 100 000 masa Sunca, a sve zvezde u jatu se nalaze unutar regiona koji je manji od 6 svetlosnih godina. Vesterlund 1 se iz tog razloga čini kao najmasivnije mlado zvezdano jato do sada identifikovano u Mlečnom putu.

Sve do sada analizirane zvezde u Vesterlundu 1 imaju masu najmanje 30 do 40 puta veću od Sunca. S obzirom da takve zvezde imaju dosta kratak životni vek  - astronomski gledano – Vesterlund 1 je najverovatnije veoma mlado jato. Astronomi su utvrdili da njegova starost mora biti negde između 3,5 i 5 miliona godina. Dakle, Vesterlund 1 je očigledno novorođeno zvezdano jato u našoj Galaksiji.

[2] Puno ime ove zvezde je Cl* Westerlund 1 W 5.

[3] Kako zvezda stari, nuklearne reakcije u njoj menjaju svoj hemisjki sastav – elementi koji predstavljaju gorivo reakcijama polako nestaju, a produkti reakcija se akumuliraju. Ovaj hemijski otisak prsta zvezde je prvo bogat vodonikom i azotom, ali siromašan ugljenikom, a tek u poodmakloj fazi života zvezda dolazi do porasta koncentracije ugljenika, kada su količine vodonika i azota već ozbiljno smanjene – smatra se da je nemoguće da jedna zvezda bude istovremeno bogata i vodonikom i azotom i ugljenikom, kao Vesterlund 1-5.

Više informacija

Istraživanje predstavljeno u ovom saopštenju za javnost uskoro će  biti objavljeno u naučnom časopisu Astronomy and Astrophysics (“A VLT/FLAMES survey for massive binaries in Westerlund 1: IV.Wd1-5 binary product and a pre-supernova companion for the magnetar CXOU J1647-45” by J. S. Clark et al.). Isti tim naučnika objavio je istraživanje o ovom objektu 2006. godine (“A Neutron Star with a Massive Progenitor in Westerlund 1” by M. P. Muno et al., Astrophysical Journal, 636, L41).

Tim čine: Simon Clark i Ben Ritchie (The Open University, UK), Francisco Najarro (Centro de Astrobiología, Spain), Norbert Langer (Universität Bonn, Germany, and Universiteit Utrecht, the Netherlands) i Ignacio Negueruela (Universidad de Alicante, Spain). 

Astronomi su za izučavanje zvezda u jatu Vesterlund 1 koristili instrument FLAMES koji se nalazi na Veoma velikom teleskopu Južne evropske opservatorije na Paranalu u Čileu.

ESO je najistaknutija međunarodna astronomska organizacija u Evropi i najproduktivnija zemaljska opservatorija na svetu. Podržava je 15 zemalja članica: Austrija, Belgija, Brazil, Češka, Danska, Francuska, Finska, Nemačka, Italija, Holandija, Portugal, Španija, Švedska, Švajcarska i Velika Britanija. ESO sprovodi vrlo ambiciozan program fokusiran na dizajn, izgradnju i upravljanje najmoćnijim astronomskim opservatorijama na Zemlji, koje će omogućiti značajna naučna otkrića. Takođe, ESO ima vodeću ulogu u promovisanju i organizovanju saradnje u oblasti astronomskih istraživanja. ESO vodi tri jedinstvene posmatračke lokacije u Čileu: La Sija, Paranal i Šahnantor. Na Paranalu, ESO upravlja Veoma velikim teleskopom, najnaprednijim teleskopom na svetu u oblasti vidljive svetlosti, a rukovodi i teleskopima za pregled neba. VISTA radi u oblasti infracrvene svetlosti i najveći je teleskop za pregled neba na svetu, dok je VST najveći teleskop dizajniran da sprovodi pretraživanja neba isključivo u oblasti vidljive svetlosti. ESO je evropski partner na revolucionarnom projektu ALMA, najvećoj astronomskoj opservatoriji današnjice. ESO trenutno radi na projektovanju i izgradnji Evropskog izuzetno velikog teleskopa, koji će postati “najveće svetsko oko upereno ka nebu”.

Linkovi

Kontakt

Ivana Horvat
Astronomsko društvo Novi Sad
Petrovaradin, Srbija
Mob.: +381 64 287 27 36
Email: eson-serbia@eso.org

Simon Clark
The Open University
Milton Keynes, United Kingdom
Tel.: +44 207 679 4372
Email: jsc@star.ucl.ac.uk

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal and E-ELT Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Ovo je prevod ESO saopštenja za javnost eso1415.

O saopštenju

Saopštenje br.:eso1415sr
Naziv:CXOU J164710.2-455216
Tip:• Local Universe : Star : Evolutionary Stage : Neutron Star : Magnetar
• X - Stars
Facility:Very Large Telescope
Science data:2014A&A...565A..90C

Galerija

Ilustracija magnetara u zvezdanom jatu Vesterlund 1
Ilustracija magnetara u zvezdanom jatu Vesterlund 1
Zvezdano jato Vesterlund 1 i položaj magnetara i njegovog najverovatnijeg saputnika
Zvezdano jato Vesterlund 1 i položaj magnetara i njegovog najverovatnijeg saputnika
Zvezdano jato Vesterlund 1
Zvezdano jato Vesterlund 1
Širokougaoni snimak neba u okolini zvezdanog jata Vesterlund 1
Širokougaoni snimak neba u okolini zvezdanog jata Vesterlund 1

Video

Let kroz mlado zvezdano jato Vesterlund 1 (umetnička impresija)
Let kroz mlado zvezdano jato Vesterlund 1 (umetnička impresija)

Takođe pogledajte