Астрономи вперше зафіксували народження магнетара

Міжнародна команда вчених отримала перші прямі докази того, що найяскравіші вибухи у Всесвіті – надсвітлі наднові – живляться енергією новонароджених магнетарів. Вирішальним доказом став дивний сигнал, що нагадує “цвірінькання” птахів, який вдалося пояснити лише за допомогою Загальної теорії відносності Ейнштейна.

Результати дослідження, опубліковані в журналі Nature, підтверджують теорію, висунуту астрофізиками ще 16 років тому: коли масивна зірка колапсує, вона може перетворитися не на чорну діру, а на надзвичайно щільну та магнітну нейтронну зірку – магнетар.

Що таке магнетар?

Магнетар – це об’єкт розміром лише близько 15-20 км у діаметрі, який обертається з шаленою швидкістю (понад 1000 обертів на секунду) і володіє магнітним полем, що в 100–1000 разів потужніше, ніж у звичайних пульсарів. Вчені десятиліттями припускали, що саме “двигун” усередині такого об’єкта підтримує надзвичайну яскравість наднових, але ніколи не могли побачити це безпосередньо.

Розгадка SN 2024afav

Прорив стався завдяки спостереженню за надновою SN 2024afav, виявленою у грудні 2024 року на відстані близько мільярда світлових років від Землі. Протягом 200 днів мережа телескопів обсерваторії Лас-Кумбрес стежила за об’єктом.

Після піку яскравості дослідники помітили незвичну поведінку: замість плавного згасання яскравість наднової почала коливатися, створюючи чотири чіткі “горби” на графіку. Інтервали між цими спалахами поступово скорочувалися, утворюючи ритмічний сигнал, який вчені порівняли з пташиним щебетом.

Модель, розроблена аспірантом Джозефом Фарахом, пояснює це явище так:

Частина речовини зірки після вибуху впала назад, утворивши навколо магнетара диск, що обертається.
Через величезну масу та швидкість магнетара простір-час навколо нього “викривляється”, змушуючи диск хитатися (явище, відоме як прецесія Лінза-Тхірінга).
Хитаючись, диск періодично перекриває випромінювання магнетара, працюючи як космічний маяк, що блимає все швидше.

Це стало першим випадком, коли Загальна теорія відносності була застосована для опису механіки наднової зорі. Розрахунки показали, що новонароджений магнетар обертається зі швидкістю один оберт за 4,2 мілісекунди.

Чому це важливо для науки?

“Багато років ідея магнетара була для нас як “фокус”, – пояснює астрофізик Ден Касен. – Ми знали, що це теоретично можливо, але не могли побачити двигун, прихований за шарами космічного сміття. Тепер ми “відсунули завісу””.

Це відкриття не тільки підтверджує механізм виникнення надсвітлих наднових, а й допомагає пов’язати магнетари з іншими загадковими космічними явищами, зокрема зі швидкими радіосплесками (FRB).

Хоча вчені визнають, що не всі яскраві вибухи живляться магнетарами, поява нових інструментів, таких як обсерваторія Віри Рубін, дозволить виявляти такі події регулярно.

“Це Всесвіт говорить нам вголос, що ми ще не до кінця все розуміємо, і кидає нам виклик вивчити це”, – підсумовує Джозеф Фара.

Астрономи вперше отримали переконливі докази існування вітру, який створює надмасивна чорна діра Стрілець A* у центрі Чумацького Шляху. Відкриття допомогло розв’язати загадку, над якою науковці працювали понад 50 років, та краще зрозуміти вплив чорної діри на навколишній космічний простір.