Sciencemag.cz
Doporučujeme
Sopky míněno samozřejmě spíš v uvozovkách, jde ale o velmi zajímavý a vzácný jev.
Koncem roku 2020 změnil magnetar (typ neutronové hvězdy) SGR 1935+2154 vzdálený asi 30 000 světelných let od Země náhle rychlost své rotace. Několik dní po prudkém zpomalení hvězda navíc začala zářit v rádiové oblasti. Obě události spolu pravděpodobně souvisejí.
Tento jev (anti-glitch, viz dále) byl sice již v minulosti zaznamenán, jde však teprve o třetí známý případ. Matthew Baring z Rice University a jeho kolegové měli štěstí, že mohli hvězdu pozorovat od samého počátku a díky tomu zkusit ověřit i novou teorii o příčině zpomalení. K analýze rotace magnetaru použili autoři studie data z rentgenové vesmírné observatoře XMM-Newton Evropské vesmírné agentury a ze sondy NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer) NASA. Ukázali, že náhlé zpomalení mohlo být způsobeno tím, že na povrchu hvězdy se vytvořila trhlina, asi jako při výbuchu sopky. Exploze pak vyvrhla do okolního prostoru hmotu. Vědci spočítali, jak by takový „vítr“ mohl změnit magnetické pole hvězdy. Následkem této změny pak zřejmě byly i rádiové emise, jež vědci následně zaznamenali a přeměřili čínským dalekohledem FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical).
„Astronomové již dříve spekulovali, že neutronové hvězdy mohou mít na svém povrchu ekvivalent sopek,“ uvádí M. Baring. „Naše zjištění naznačují, že by tomu tak opravdu mohlo být. V tomto případě došlo k „prasknutí“ s největší pravděpodobností na magnetickém pólu hvězdy nebo v jeho blízkosti.“
Magnetary se kolem své osy obvykle otočí za několik sekund (cca 1–10 s; což je mimochodem pomaleji než u jiných typů neutronových hvězd). Tyto hvězdy mají vůbec nejsilnější nám dosud známá magnetická pole. Intenzivně září, včetně rentgenového záření a příležitostně rádiových vln a gama záření. Astronomové mohou z těchto emisí odvodit řadu informací. Například počítáním pulzů rentgenového záření lze vypočítat rotační periodu magnetaru. Rotační periody magnetarů se obvykle mění pomalu, o sekundu za tisíciletí.
Někdy ale dochází k náhlým změnám rychlosti, „poruchám“ (glitches). Většinou pozorujeme ovšem nikoliv zpomalení, ale zrychlení rotace. Obvykle uváděným vysvětlením tohoto jevu je, že v průběhu času se vnější, zmagnetizované vrstvy hvězdy zpomalují, ale vnitřní, nezmagnetizované jádro ne. To vede k nahromadění napětí na hranici mezi těmito dvěma oblastmi a změna odpovídá náhlému přenosu rotační energie z rychleji rotujícího jádra do pomaleji rotující kůry. Naopak zpomalení, alespoň podle nové teorie, nemá naproti tomu příčinu uvnitř hvězdy, ale na jejím povrchu nebo v okolním prostoru.
Podle autorů nové studie využívá jejich model k vysvětlení zpomalení rotace pouze standardní fyziku, konkrétně změny momentu hybnosti a zachování energie. „Silný, masivní vítr z částic vycházející z hvězdy po dobu několika hodin by mohl vytvořit podmínky pro pokles rotační periody,“ říká M. Barring. „Naše výpočty ukázaly, že takový vítr by měl také sílu změnit geometrii magnetického pole vně neutronové hvězdy.“ Trhlina by mohla být útvarem podobným sopce.
G. Younes et al, Magnetar spin-down glitch clearing the way for FRB-like bursts and a pulsed radio episode, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-022-01865-y
Zdroj: Rice University / Phys.org
Poznámka: Popsaný jev je vzácný i proto, že magnetarů zase tolik neznáme, jen asi 30.
