Astronomowie wykryli rozbłysk magnetara w galaktyce M82

Satelita ESA INTEGRAL obserwując niebo, wykryła wybuch promieniowania gamma –wysokoenergetycznych fotonów – pochodzących z pobliskiej galaktyki M82. Należący do ESA teleskop rentgenowski XMM-Newton poszukiwał poświaty po eksplozji, ale jej nie znalazł.

Astronomowie z University of Geneva (UNIGE), przypuszczają, że wybuch musiał być pozagalaktycznym rozbłyskiem magnetara – młodej gwiazdy neutronowej o wyjątkowo silnym polu magnetycznym. Odkrycie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature.

Jak opisują naukowcy, 15 listopada 2023 r. satelita ESA INTEGRAL zauważył nagłą eksplozję obiektu w galaktyce M82. Przez zaledwie jedną dziesiątą sekundy na niebie pojawiła się krótka seria energetycznego promieniowania gamma.

„Dane z satelity zostały odebrane w Centrum Danych Naukowych INTEGRAL (ISDC), znajdującym się w ośrodku Ecogia na Wydziale Astronomii UNIGE, skąd wysłano ostrzeżenie o wybuchu promieniowania gamma do astronomów na całym świecie, zaledwie 13 sekund po jego wykryciu” – wyjaśnia Carlo Ferrigno z UNIGE.

Oprogramowanie IBAS (Integral Burst Alert System) podało astronomom automatyczną lokalizację pokrywającą się z galaktyką M82, oddaloną o 12 milionów lat świetlnych od Ziemi. System ostrzegania przez niebezpiecznym promieniowaniem IBAS został opracowany i jest obsługiwany przez naukowców i inżynierów z UNIGE.

„Natychmiast zdaliśmy sobie sprawę, że jest to szczególny alarm. Wybuchy promieniowania gamma pochodzą z odległych i dowolnych miejsc na niebie, ale ten pochodził z jasnej pobliskiej galaktyki” – wyjaśnia Sandro Mereghetti z National Institute for Astrophysics (INAF-IASF) w Mediolanie.

Astronomowie zwrócili się do należącego do ESA teleskopu kosmicznego XMM-Newton z prośbą o jak najszybszą obserwację miejsca wybuchu. Gdyby był to krótki rozbłysk gamma, spowodowany przez dwie zderzające się gwiazdy neutronowe, jak tłumaczą badacze kolizja wytworzyłaby fale grawitacyjne i miałaby poświatę w promieniowaniu rentgenowskim i świetle widzialnym.

Jednak jak twierdzą astronomowie, obserwacje XMM-Newton pokazały jedynie gorący gaz i gwiazdy w galaktyce. Korzystając z naziemnych teleskopów optycznych, w tym włoskiego Telescopio Nazionale Galileo i francuskiego Observatoire de Haute-Provence, szukano również sygnału w świetle widzialnym, ale ponownie nic nie znaleziono.

Brak sygnału w promieniowaniu rentgenowskim i świetle widzialnym oraz brak fal grawitacyjnych zmierzonych przez detektory na Ziemi (LIGO/VIRGO/KAGRA) zdaniem naukowców sprawia, że najpewniejszym wyjaśnieniem jest to, że sygnał pochodził od magnetara.

„Kiedy gwiazdy masywniejsze niż ośmiokrotność Słońca umierają, eksplodują w supernowej, która pozostawia za sobą czarną dziurę lub gwiazdę neutronową. Gwiazdy neutronowe to bardzo zwarte pozostałości gwiezdne o masie większej niż masa Słońca, upakowane w niewielką rozmiarowo kulę. Obracają się szybko i mają silne pola magnetyczne” – wyjaśnia Volodymyr Savchenko z UNIGE.

Jak zaznaczają badacze, niektóre młode gwiazdy neutronowe mają wyjątkowo silne pola magnetyczne, ponad 10 tysięcy razy silniejsze niż innego tego typu obiekty. Nazywa się je magnetarami. Emitują one olbrzymie ilości energii w rozbłyskach.

Jednak w ciągu ostatnich 50 lat obserwacji promieniowania gamma, jak twierdzą astronomowie, zidentyfikowano tylko trzy gigantyczne rozbłyski pochodzące od magnetarów w Drodze Mlecznej. Wybuchy te są bardzo silne – jeden z nich, wykryty w grudniu 2004 roku, pochodził z odległości 30 tysięcy lat świetlnych od Ziemi, ale mimo to był wystarczająco silny, aby wpłynąć w górnych warstwach ziemskiej atmosfery, podobnie jak robią to rozbłyski słoneczne.

Rozbłysk wykryty przez INTEGRAL jest pierwszym potwierdzeniem rozbłysku magnetara poza Drogą Mleczną. M82 to jasna galaktyka, w której dochodzi do formowania się gwiazd. W tych regionach rodzą się masywne obiekty, które zdaniem badaczy żyją krótko i pozostawiają po sobie gwiazdy neutronowe.

Emil Gołoś