Když sonda ESA Integral pozorovala oblohu, náhle zaznamenala záblesk gama záření vycházející z blízké galaxie M82. Jen o několik hodin později hledala další sonda ESA XMM-Newton následný záblesk po explozi, ale žádný nenašla. Astronomové si uvědomili, že výbuch musel být mimogalaktickým vzplanutím magnetaru, mladé neutronové hvězdy s mimořádně silným magnetickým polem.
V listopadu 2023 zaznamenala sonda ESA Integral náhlou explozi v hlubokém vesmíru. Na pouhou desetinu sekundy se objevil krátký záblesk energetického gama záření, které přišlo ze směru jasné galaxie M82.
Data z družice přijali ve vědeckém datovém centru Integral v Ženevě. Pouhých třináct sekund po detekci tak dostali astronomové po celém světě upozornění na to, co se stalo. Takhle masivní zášleh energie je výjimečný, a tak se světoví vědci spojili, aby tuto záhadu rozluštili: jednalo se „jen“ o jeden z běžných záblesků gama, anebo o výjimečně vzácný případ obřího vzplanutí takzvaného magnetaru?
„Okamžitě jsme si uvědomili, že se jedná o zvláštní situaci. Záblesky záření gama přicházejí z velké dálky, ale tento záblesk přišel z jasné a blízké galaxie,“ vysvětluje Sandro Mereghetti z Národního institutu pro astrofyziku (INAF-IASF) v italském Miláně a hlavní autor článku o tomto objevu.
Objektivy míří k galaxii M82
Mereghettiho tým požádal o pomoc kolegy, kteří se starají o vesmírný dalekohled ESA XMM-Newton. Ten se zaměřil na místo, odkud záblesk vyšel. Kdyby se totiž jednalo o krátký gama záblesk způsobený srážkou dvou neutronových hvězd, srážka by vytvořila gravitační vlny, a měla by navíc i následný záblesk.
„Pozorování dalekohledu ukázala pouze horký plyn a hvězdy v galaxii. Pokud by tato exploze byla krátkým gama zábleskem, viděli bychom z jejího místa slábnoucí zdroj rentgenového záření, ale tento dosvit nebyl přítomen,“ doplňuje spoluautorka výzkumu Michela Rigoselliová.
„Pomocí pozemních optických dalekohledů jsme hledali signál ve viditelném světle, který začínal jen několik hodin po výbuchu, ale opět jsme nic nenašli. Vzhledem k tomu, že jsme nezaznamenali žádný signál v rentgenovém ani viditelném světle a ani žádné gravitační vlny detektory na Zemi, jsme si jistí, že signál pochází z magnetaru,“ dodává Mereghetti.
Magnetary jsou nedávno zesnulé hvězdy
Když hvězdy hmotnější než osminásobek Slunce „zemřou“, explodují jako supernova, která za sebou zanechá černou díru nebo neutronovou hvězdu. Neutronové hvězdy jsou velmi kompaktní hvězdné pozůstatky s hmotností větší než hmotnost Slunce, kde je veškerá jejich obří hmota smrštěná do koule o velikosti města. Rychle rotují a mají silné magnetické pole.
„Některé mladé neutronové hvězdy mají mimořádně silné magnetické pole, více než desettisíckrát silnější než typické neutronové hvězdy. Tyto hvězdy se nazývají magnetary. Vyzařují energii ve vzplanutích a občas jsou tato vzplanutí gigantická,“ upřesňuje Ashley Chrimes z ESA.
Taková vzplanutí jsou ale nesmírně vzácná. Za posledních padesát let, co se gama záření pozoruje, zahlédli astronomové jenom tři obří erupce z magnetarů. Ale byly opravdu obří. To, které bylo zaznamenáno v prosinci 2004, přišlo ze vzdálenosti 30 tisíc světelných let od nás, ale přesto bylo dostatečně silné, aby zasáhlo horní vrstvy zemské atmosféry podobně, jako ji ovlivňují sluneční erupce, které přicházejí z mnohem větší blízkosti.
„Vzplanutí detekované družicí Integral je prvním potvrzením magnetaru mimo Mléčnou dráhu. Předpokládáme, že některé z dalších ‚krátkých gama záblesků‘, které Integral a další družice odhalily, jsou rovněž obřími vzplanutími magnetarů,“ zakončuje Sandro Mereghetti.
Kosmické exploze obří síly
„Tento objev nám otevírá cestu k hledání dalších mimogalaktických magnetarů. Pokud jich najdeme mnohem více, můžeme začít chápat, jak často k těmto vzplanutím dochází a jak tyto hvězdy při tom ztrácejí energii,“ popisují budoucí možnosti autoři.
„Výbuchy s tak krátkou dobou trvání jde zachytit jen náhodně, když už je observatoř namířena správným směrem. Proto je Integral se svým velkým zorným polem pro tyto detekce tak důležitý,“ zdůrazňují.
M82 je jasná galaxie, ve které se rodí hvězdy. V těchto oblastech vznikají masivní hvězdy, žijí krátký, ale bouřlivý život a zanechávají za sebou neutronovou hvězdu. Objev magnetaru v této oblasti potvrzuje, že magnetary jsou pravděpodobně mladé neutronové hvězdy. Pátrání po nich teď bude pokračovat právě v dalších oblastech, kde se hvězdy rodí.
