Magnetarii, Motoarele Cosmicelor Supernove Superluminoase

Unele dintre cele mai spectaculoase explozii din univers sunt supernovele superluminoase de tip I. „Acestea sunt printre cele mai strălucitoare explozii din Univers,” afirmă Joseph Farah, astrofizician la Universitatea din California, Santa Barbara. De ani de zile, astrofizicienii încearcă să descifreze ce anume face supernovele superluminoase atât de incredibil de puternice. Se pare că acum începem să avem câteva răspunsuri.

Farah și colegii săi au descoperit că aceste evenimente sunt cel mai probabil alimentate de magnetari, stele neutronice care se rotesc rapid și care distorsionează spațiul și timpul din jurul lor.

Magnetarii au fost principalii candidați pentru a explica motorul din spatele supernovelor superluminoase. Teoria susține că aceste stele extrem de magnetizate se nasc din colapsul nucleului stelei progenitoare și emit energie prin radiație dipol magnetic. „Acest nucleu este aproximativ un obiect de masa unui Soare care este comprimat până la dimensiunea unui oraș,” explică Farah. Pe măsură ce rotația sa încetinește, un magnetar își pierde energia rotațională în materialul în expansiune al stelei moarte, iluminând-o.

Problema era că această teorie nu explica în totalitate observațiile. Într-un model standard de magnetar, curba de lumină a supernovei ar trebui să crească rapid și apoi să se estompeze uniform pe măsură ce steaua neutron pierde din energia rotațională. „Astfel, curba de lumină, conform predicției acestui model, ar trebui să crească și apoi să scadă destul de uniform,” spune Farah. Dar când astronomii observă supernove superluminoase, aproape niciodată nu văd această estompare uniformă. În schimb, observă denivelări, oscilații și modulații ciudate. Curba de lumină pâlpâie pe parcursul lunilor.

O vreme, oamenii de știință au încercat să ajusteze teoria motorului magnetar pentru a se potrivi observațiilor. Poate că resturile în expansiune se loveau de straturi neregulate de material aruncate de stea înainte de a muri. Sau poate motorul magnetar emitea flacări aleatorii și violente. Dar aceste explicații necesitau parametri extrem de specifici și bine ajustați pentru a corespunde cu ceea ce vedeam prin telescoapele noastre.

Soluția la problema pâlpâirii ciudate a venit când colaborarea Liverpool Gravitational Wave Optical Transient Observer a detectat un obiect desemnat SN 2024afav pe 12 decembrie 2024. Inițial, obiectul părea o supernova superluminoasă standard. „Era la fel de strălucitoare și avea denivelări în curba de lumină ca multe alte obiecte de acest fel,” spune Farah. Dar pe măsură ce telescoapele continuau să observe, a început să facă ceva fără precedent: a început să „ciripească”.

În fizică, un „cirip” se referă la un semnal cu o frecvență care crește constant în timp. În cazul SN 2024afav, emisiunile sale oscilau în sus și în jos, dar intervalul dintre aceste oscilații se reducea. După ce a doua și a treia oscilație au apărut cu intervale reduse cu aproximativ 35%, Farah și echipa sa și-au dat seama că pot calcula cât de mult va scădea intervalul dintre oscilații în continuare.

Echipa și-a ajustat programul de observații și a continuat să monitorizeze acest fenomen fascinant, aducând noi înțelegeri despre mecanismele care stau la baza uneia dintre cele mai impresionante manifestări ale cosmosului.

Sursa: Ars Technica

Știință&Tehnică

Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România