Kiedy mówimy o najpotężniejszych obiektach we Wszechświecie, zwykle na myśl przychodzą czarne dziury. Tymczasem tuż obok nich istnieje mniej znany, ale równie fascynujący fenomen – magnetar. To niezwykły rodzaj gwiazdy neutronowej, który potrafi wytworzyć pola magnetyczne miliardy razy silniejsze niż jakiekolwiek stworzone przez człowieka. Magnetar to dosłownie gwiazda o kosmicznej sile, której naturę dopiero powoli zaczynamy rozumieć.
Czym właściwie jest magnetar?
Magnetar powstaje, gdy masywna gwiazda kończy swoje życie w eksplozji supernowej. Jądro takiej gwiazdy zapada się, tworząc niezwykle gęstą kulę materii – gwiazdę neutronową. W niektórych przypadkach proces ten prowadzi do powstania magnetara, którego cechą wyróżniającą jest niewyobrażalnie silne pole magnetyczne. Można więc powiedzieć, że magnetar gwiazda jest jedną z najbardziej ekstremalnych form materii, jakie znamy. To nie tylko obiekt kosmiczny, ale wręcz naturalne laboratorium fizyki w warunkach, których nie jesteśmy w stanie odtworzyć na Ziemi.
Dla porównania: ziemskie pole magnetyczne ma około 50 mT, podczas gdy pole magnetara sięga nawet 100 gigatesli. To tak, jakby cała energia naszej planety została skompresowana w obiekt wielkości miasta. Magnetar gwiazda neutronowa jest więc niczym kosmiczna bestia, która swoją mocą przewyższa wszystko, co znamy z codziennego doświadczenia. Sama świadomość, że takie obiekty istnieją, pobudza wyobraźnię i stawia pytania o granice możliwości Wszechświata.
Dlaczego magnetar jest tak niezwykły?
Magnetar nie tylko przyciąga uwagę badaczy ze względu na swoją ekstremalną gęstość, ale też na nieprzewidywalne zachowanie. Często emituje potężne rozbłyski promieniowania rentgenowskiego i gamma. Jeden taki rozbłysk, zarejestrowany w 2004 roku, był tak intensywny, że zakłócił działanie satelitów znajdujących się na orbicie okołoziemskiej – mimo że źródło znajdowało się 50 tysięcy lat świetlnych od nas. To pokazuje, że magnetar gwiazda może wpływać na przestrzeń kosmiczną w sposób, który zdumiewa nawet doświadczonych astrofizyków.
Najbliższy Ziemi magnetar
Jednym z najciekawszych odkryć ostatnich lat jest XTE J1810-197 – najbliższa naszej planecie gwiazda neutronowa z potężnym polem magnetycznym. Znajduje się około 8000 lat świetlnych od Ziemi i została odkryta w 2003 roku. To tak zwany magnetar radiowy, ponieważ emituje niezwykle silne fale radiowe. Co ciekawe, przez długi czas jego emisja była regularna, aż nagle zaczęła się zmieniać, co zaskoczyło naukowców. W przeciwieństwie do wielu innych magnetarów, XTE J1810-197 dostarcza nam cennych danych w zakresie badania zmienności takich obiektów, a każda nowa obserwacja pozwala uchwycić, jak dynamicznie mogą ewoluować te kosmiczne potwory. Magnetar gwiazda tego typu jest szczególnie ważna, bo ze względu na swoją bliskość może dostarczyć wyjątkowych wskazówek dotyczących natury podobnych obiektów rozsianych po galaktyce.
Magnetar – gwiazda, która się “złości”
Naukowcy porównują magnetary do gwiezdnych potworów o nieobliczalnym temperamencie. Ich potężne pola magnetyczne mogą powodować „trzęsienia gwiezdnej skorupy” – nagłe pęknięcia i przemieszczenia materii. W efekcie magnetar „wybucha”, wysyłając w kosmos ogromne dawki energii. Takie zjawiska przypominają kosmiczne erupcje wulkanów, tylko na skalę nieporównywalną z ziemską. Magnetar gwiazda neutronowa bywa opisywana jako obiekt kapryśny, niemal żywy w swoim zachowaniu, bo nagłe wybuchy trudno przewidzieć.
Co ciekawe, niektóre z tajemniczych sygnałów radiowych znanych jako FRB (Fast Radio Bursts) mogą mieć swoje źródło właśnie w takich magnetarach. To sprawia, że każda nowa obserwacja magnetara jest jak odsłanianie kolejnej karty w wielkiej układance Wszechświata. Magnetar gwiazda neutronowa staje się wtedy nie tylko bohaterem naukowych publikacji, ale też inspiracją dla wyobraźni – od filmów science fiction po literaturę popularnonaukową.
Gwiazda, która dopiero stanie się magnetarem
Choć magnetary kojarzą się zwykle z końcowymi etapami życia gwiazd, astronomowie odkryli obiekt, który dopiero w przyszłości przekształci się w tego kosmicznego giganta. To HD 45166, niezwykła gwiazda w konstelacji Jednorożca, będąca częścią układu podwójnego. W jej skład wchodzi masywna gwiazda typu B oraz kwazi-gwiazda Wolfa–Rayeta. Pole magnetyczne tego obiektu jest aż 43 000 razy silniejsze niż pole Słońca, co czyni go wyjątkowym kandydatem na przyszłego magnetara. Naukowcy przewidują, że gdy dojdzie do wyczerpania paliwa jądrowego i wybuchu supernowej, pozostałością stanie się właśnie magnetar. Ta perspektywa pozwala nam po raz pierwszy obserwować proces, który dopiero w przyszłości zakończy się narodzinami magnetara. Nie bez powodu badacze nadali jej przydomek „gwiazdy zombie”, ponieważ jej wyjątkowe właściwości przyciągają uwagę naukowców od lat i czynią z niej kosmiczny fenomen.
Magnetary a tajemnicze sygnały FRB
Od kilku lat astronomowie zastanawiają się nad zagadką tzw. szybkich błysków radiowych (FRB). To niezwykle krótkie, ale intensywne impulsy radiowe, które pojawiają się z różnych miejsc w kosmosie. Ich źródło przez długi czas pozostawało nieznane, jednak coraz więcej dowodów wskazuje, że magnetar gwiazda może być ich generatorem. W 2020 roku po raz pierwszy udało się zarejestrować FRB pochodzący bezpośrednio z magnetara znajdującego się w naszej galaktyce. To potwierdza teorię, że przynajmniej część tych tajemniczych sygnałów związana jest właśnie z gwałtowną aktywnością magnetarów. To odkrycie jest przełomowe, ponieważ łączy niezwykłe obiekty jakimi są magnetary z jednym z największych kosmicznych fenomenów ostatnich lat.
Czy magnetary są zagrożeniem dla Ziemi?
Na szczęście nie. Najbliższy znany magnetar znajduje się tysiące lat świetlnych od nas, więc nie musimy się obawiać bezpośredniego wpływu jego wybuchów. Ale dla nauki to bezcenne laboratoria naturalne – obserwując magnetary, możemy lepiej zrozumieć naturę materii w najbardziej ekstremalnych warunkach. Magnetar gwiazda neutronowa, choć odległa, daje nam wskazówki dotyczące granic wytrzymałości materii, roli pól magnetycznych w kosmosie i ewolucji gwiazd. To dzięki nim fizycy mogą testować teorie, które w innym przypadku pozostawałyby tylko hipotezami. I choć są to odległe obiekty, świadomość ich istnienia sprawia, że Wszechświat wydaje się jeszcze bardziej tajemniczy i fascynujący.