Τηλεσκόπια βλέπουν για πρώτη φορά την εκρηκτική γέννηση ενός μάγναστρου

Κάπου, κάποτε στο Σύμπαν, δύο άστρα νετρονίων συγκρούστηκαν και ενώθηκαν σε μια έκρηξη που απελευθέρωσε σε μισό δευτερόλεπτο περισσότερη ενέργεια από ό,τι θα παραγάγει ο Ήλιος σε όλη τη διάρκεια της ζωής του.

Δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα, η πανίσχυρη λάμψη έφτασε στη Γη  και παρατηρήθηκε από μια πλειάδα διαστημικών και επίγειων τηλεσκοπίων. Πιθανότατα σηματοδοτεί τη γέννηση ενός τερατώδους μαγνητικού άστρου που ονομάζεται μάγναστρο, αναφέρει διεθνής ερευνητική ομάδα που παρακολούθησε το φαινόμενο.

Η μελέτη, η πρώτη που παρακολουθεί την πιθανή γέννηση ενός τέτοιου σώματος, έχει γίνει δεκτή για δημοσίευση στο έγκριτο Astrophysical Journal και είναι ήδη διαθέσιμη στην υπηρεσία προδημοσίευσης arXiv.

Ένωση γιγάντων

Τα άστρα νετρονίων είναι συμπιεσμένοι πυρήνες μεγάλων άστρων τα οποία εξάντλησαν τα πυρηνικά καύσιμά τους και κατέρρευσαν κάτω από το ίδιο τους το βάρος. Είναι τα πιο πυκνά αντικείμενα στο Σύμπαν μετά τις μαύρες τρύπες, και συσσωρεύουν περίπου τη μάζα του Ήλιου σε μια σφαίρα με διάμετρο μόλις μερικών χιλιομέτρων. Σε αυτή την πυκνότητα, ένα σπιρτόκουτο γεμάτο ύλη από άστρο νετρονίων θα ζύγιζε γύρω στα 3 δισεκατομμύρια τόνους.

Όταν δύο άστρα νετρονίων ενώνονται συνήθως σχηματίζουν ένα βαρύτερο άστρο νετρονίων που καταρρέει και μετατρέπεται σε μαύρη τρύπα μέσα σε μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου, εξηγεί η Ουέν-φάι Φονγκ του Πανεπιστημίου Northwestern του Ιλινόις, επικεφαλής της διεθνούς μελέτης.

«Η μελέτη μας δείχνει πως στη συγκεκριμένη περίπτωση είναι πιθανό να επέζησε το βαρύτερο αντικείμενο. Αντί να καταρρεύσει σε μαύρη τρύπα, μετατράπηκε σε μάγναστρο» αναφέρει.

Τα μάγναστρα είναι άστρα νετρονίων που διαθέτουν εξαιρετικά ισχυρά μαγνητικά πεδία.

Κιλονόβα

Η λάμψη που καταγράφηκε ήταν ένα «κιλονόβα», ένα είδος έκρηξης που πιστεύεται ότι πυροδοτείται όταν ένα άστρο νετρονίων συγχωνεύεται με ένα δεύτερο άστρο νετρονίων ή μια μαύρη τρύπα. Η εκρηκτική ένωση απελευθερώνει αρχικά μια σύντομη έκλαμψη ακτινοβολίας γάμμα, την οποία ακολουθεί η εκπομπή φωτός σε όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα.

Η πανίσχυρη αλλά βραχεία έκλαμψη ακτίνων γ έγινε αρχικά αντιληπτή από το διαστημικό τηλεσκόπιο Swift, οπότε οι ερευνητές ζήτησαν τη συνδρομή άλλων τηλεσκοπίων όπως το Hubble για να εξετάσουν την πηγή της ακτινοβολίας.

Όμως τα αποτελέσματα των παρατηρήσεων δεν ήταν αυτά που περίμεναν οι αστρονόμοι –η ακτινοβολία που κατέγραψε το Hubble στο φάσμα του εγγύς υπέρυθρου ήταν δέκα φορές πιο έντονη από ό,τι θα αναμενόταν από τη σύγκρουση δύο άστρων νετρονίων και την κατάρρευσή τους σε μαύρη τρύπα.

«Οι πληροφορίες που πρόσφερε το Hubble μάς έκαναν να συνειδητοποιήσουμε ότι έπρεπε να απορρίψουμε τις συμβατικές θεωρίες, και ότι αυτό που βλέπαμε ήταν ένα νέο φαινόμενο» σχολιάζει ο Τάνμοϊ Λάσκαρ του Πανεπιστημίου του Μπαθ στη Βρετανία, μέλος της ομάδας.

Η εξήγηση που προτείνει η μελέτη είναι ότι στη συγκεκριμένη περίπτωση η σύγκρουση δύο άστρων νετρονίων οδήγησε στο σχηματισμό όχι μιας μελανής οπής αλλά ενός μάγναστρου.

Αν η υπόθεση αυτή ευσταθεί, η υπέρυθρη λάμψη πρέπει να προκλήθηκε από υλικό που παγιδεύτηκε στο μαγνητικό πεδίο του μάγναστρου και εκτινάχθηκε με βία στο διάστημα. To υλικό αυτό περιέχει σημαντικές ποσότητες βαρέων, ραδιενεργών στοιχείων, των οποίων η διάσπαση απελευθερώνει μεγάλα ποσά ακτινοβολίας.

Η ερευνητική ομάδα αναγνωρίζει ότι η μελέτη δεν αρκεί για να αποδείξει πέρα από κάθε αμφιβολία ότι το κιλονόβα προήλθε από τον σχηματισμό ενός μάγναστρου.

Πιθανότατα όμως θα μπορέσουν να επιβεβαιώσουν το συμπέρασμα με επόμενες παρατηρήσεις: αν η ακτινοβολία προήλθε όντως από ένα νεογέννητο μάγναστρο, τα επόμενα χρόνια το υλικό που εκτινάχθηκε στο διάστημα θα αρχίσει να λάμπει στο φάσμα των ραδιοκυμάτων.

Η ανίχνευση αυτής της ακτινοβολίας θα αποδείκνυε ότι πράγματι είδαμε ένα μάγναστρο να γεννιέται.